Доработка гибридного контроллера солнечных панелей

mike-y-k · 20.05.2025, 12:49

Slesar, таки что переменного в токе дросселя при ХХ?
Или Вы прыгаете с тока потребления на мгновенный ток и обратно?
В приведенной Вами блок-схеме нет никаких откровений. Все почти 1:1 кочует из описания в описание с мелочами в оформлении.
Синхронизация при параллельной работе источников - аксиома (хотя и доказываемая).
Вы постоянно обходите конкретику или мелочами, или обобщениями.
Бремя доказательства лежит на Вас, Вам же задают вопросы, на которые в Ваших рассуждениях нет ответа или которые пытаются вернуть обсуждение в лоно реальной физики и математики.
Все про фильтр - в учебнике и справочнике (кратко из учебника) уже написано. Зачем плодить сущности?
При большом желании умножать сущности и обойтись с меньшими потерями и меньшим фильтром - удвойте верхнее плечо моста и запустите на два ключа генерацию синусоиды с противофазным PWM.
Можно увеличить при этом частоту PWM. Заполнение синусоиды станет полнее, помеха сместится в более высокие частоты и с меньшей амплитудой, работа фильтра облегчится. Такое пользуется для генерации особо точной синусоиды с минимумом затрат. Иногда даже не парой ключей. Для многофазных генераторов тоже.
Фильтр можно устранить трансформатором, дополнительно появится гальваническая развязка сетей.

В ряде систем питания делал генерацию не только 220/230/240VAC, но и центральный источник 5/12/20/24/48/56VDC для непосредственного питания потребителей без лишнего преобразования.
Так получалось достаточно заметно снизить потери и увеличить время работы от батарей. Сейчас в хозяйстве прямых потребителей переменного тока бывает всего до 1/4 в общем потреблении, а КПД лишнего преобразования ведет к дополнительным потерям 6…15% генерируемой мощности в каждом таком узле преобразования…

VladimirIvan, таки здесь столкновение не в этом. Анализ решений должен присутствовать. Примером можно взять PFC, которы таки в основном - компенсатор реактивной мощности, но напрямую получается очень громоздким, а конденсатор с ключом и алгоритмом - уже сильно компактнее (конечно утрированно).
Важен не метод, а знания и понимание применимости. Любая диспропорция ведет к феерическим прозрениям…

Slesar · 20.05.2025, 14:03

Сообщение от Yuri222

Также непонятно - эта "функциональная схема" - для какого устройства - Вашего или вообще.

Да. Это наиболее типовая и наверное самая распространенная функциональная схема гибридных солнечных преобразователей, бренды могут быть разные, но функционально схема остается практически такая.

mike-y-k · 20.05.2025, 15:02

Slesar, разными будут не только бренды, но и качество расчетов итоговой схемы, качество и параметры использованных компонентов, выходное тестирование, соблюдение спецификаций,…

Slesar · 21.05.2025, 09:46

Ну вот собственно синусоидал переменного тока для четырех ключей моста, практически такой же как у оригинального преобразователя сделанный на ПЛИС. Активный уровень, высокий.

Частота тока немного ниже, не делал еще точную установку частоты тока, но для опытов думаю и так сойдет.

Вот момент когда происходит переход фазы через ноль и инверсия выхода инвертора на противоположную полярность с учетом дедтайм. Синхронизм переключения ключей идеальный.

mike-y-k · 21.05.2025, 10:03

Slesar, на первой картинке близко, но проверьте включением. Если картинка именно для 4 затворов моста, то фееричность результата зависит лишь от источника питания. Вторая картинка чему соответствует?

Slesar · 21.05.2025, 10:24

вот такая схема синтезировалась получилась, возможно еще сыровата и пока еще без аппаратных защит инвертора, сегодня еще подумаю над этим. Слева вход тактового генератора 50 МГц, справа выходы для драйверов ключей моста инвертора.
В середине схемы зелененький квадратик, это модуль 11 битного синуса, пока такая разрядность, все-равно меньшие значения синус функции съедает дедтайм, что видно на картинке как пробел без импульсов ШИМ по одному из ключей. Шаг поворота фазы выходного напряжения задаваемый ПЛИС, 1 угловой градус.

Скоро покажу как выглядит осциллограмма реального напряжения на выходе управляемого ПЛИС инвертора.

Yuri222 · 21.05.2025, 10:58

Slesar, на самом деле думаете, что кто-то будет анализировать эту схему?!
Вы бы алгоритм действий устройства огласили (принцип фунциклировния хотя бы), тогда можно было бы о чем-то поговорить...

Slesar · 21.05.2025, 11:06

Yuri222, это просто для коммутации электронными ключами и получения на выходе типового инвертора после LC фильтра чистого синусоидального напряжения и дальнейших опытов с повышением эффективности работы LC фильтра в области малых мощностей и холостого хода минимум в два раза. Свои наработки планирую внедрить в уже готовый типовой инвертор и решить проблему высоких потерь на холостом ходу преобразователя и продлить этим время работы АКБ без подзарядки, например в пасмурные дни или осенне-зимний период.

mike-y-k · 21.05.2025, 11:18

В МК один PWN и один таймер с одним источником опорной частоты, снаружи один корпус логики для формирования 4 последовательностей управления ключами.
Выход таймера - для нижних ключей с простой инверсией для оппозитного ключа.
А для верхних - сигнал для нижних определяет направление на соответствующий верхний. Схема стара как мир - обычный мультиплексор.

Для дискретной логики (программируемая или физическая) лучше отсчеты для огибающей загрузить в двухпортовое ОЗУ (для оперативной коррекции) и потом просто в цикле перезагружать счетчики питаемые одним генератором с нужным делением частоты. На выходе получится нужная последовательность. В таком варианте загрузку данных, их оперативную корректировку, измерения,… может спокойно делать не сильно скоростной МК… Частота PWM в таком варианте может быть недоступной для мелких МК.
Делал такое для управления мостами на GaN с частотой PWM 1.5…2.5MHz.
Отлично на FPGA получается.
Если в последовательности изменяемой скважности начинать с открытия ключа в конце цикла PWM, а при достижении максимума открытие переместить в начало, то автоматически получается deadtime с хорошим запасом. Deadtime у нижних в этом случае просто задержкой включения реализуется или уже на счетчике для прецизионного варианта.

PS К вопросу про фильтр - возьмите несколько катушек с разным материалом сердечника, двухканальный осциллограф, шунт, дифференциальный пробник, конденсаторы, тепловизор.
Соберите LC фильтр, воткните в розетку без нагрузки на выходе и изучите его работу.
Результат Вас приятно удивит.
Фильтры собирайте - неполный (LC), полный (CLC), двойной (CLCLC).
Сопроводите все эксперименты расчетами.
Можете промоделировать работу фильтра (тут есть раздел про это и смогут помочь)…
Там же можно промоделировать все улучшения до их реализации.

Yuri222 · 21.05.2025, 11:18

Slesar, Ваши намерения понятны.
Мне лично непонятно - почему в фильтре так многотеряется (если, конечно, Ваши оценки этого явления верны).
Там же по идее идет перекачка (колебание) энергии - сдвиг фаз ток-напряжение, на хх качается между L и С - поусть не на резонансе, но тем не менее.
Потери- на открытых ключах, встроенных диодах ключей, активном сопротивлении дросселя-конденсатора, на перемагничивание сердечника дросселя, и мизер - на управление ключами. как-то так понимаю процесс.
Ведь заряженный конденсатор переразряжается не на активное сопротивление, там процессы несколько другие...