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Inversor 12 DCV - 120 ACV onda senoidal com PIC (Encerrado)

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Re: Inversor 12 DCV - 120 ACV onda senoidal com PIC (Encerrado)

Mensagem por Anderson M em Seg 17 Mar 2014 - 14:46

Segue o esquema do meu projeto dos moduladores PWM senoidal que funcionou no teste simulado e no teste de fogo...

Como ainda não tenho o circuito oscilador de onda triangular 10 Khz físico montado na protoboard, injetei do gerador de funções aqui da oficina para o teste à prova de fogo kkkaaakkkk.

Faça uma análise e comenta o que achou....

Clica no link, aguarde o patrocínio no canto superior à direita passar por 5 segundos e clique em pular ou SKIP.

http://www.4shared.com/office/OAT8EODcba/ESQUEMA_MODULADOR.html  

Segue os datasheet dos integrados utilizados:

http://www.alldatasheet.com/datasheet-pdf/pdf/176900/TI/LM339.html?

http://www.alldatasheet.com/datasheet-pdf/pdf/17672/PHILIPS/HEF40106BP.html


Agora temos o PWM senoidal com junção da onda senoidal 60 Hz (moduladora) com onda triangular 10 Khz (portadora)

Técnica decidida utilizar foi por modulação unipolar Positivo
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Re: Inversor 12 DCV - 120 ACV onda senoidal com PIC (Encerrado)

Mensagem por albert_emule em Seg 17 Mar 2014 - 18:12

Anderson M escreveu:


Albert, gostei do layout do seu projeto, fez um ótimo trabalho, muito bem dimensionado os componentes na placa. Qual é esta dimensão desta placa?

Tive que arrumar os componentes de uma forma que as conexões elétricas na placa ficassem com o menor tamanho possível.
É uma placa que cabe dentro de um destes no-breaks comerciais de 1400Va.

Anderson M escreveu: Grande LM 555, um C.I fantástico que é possível fazer inúmeros projetos, é bem bolado mesmo este oscilador, apenas achei meio complexo scratch 

Interessante este UPS, isso quer dizer que ele trabalha com tensão com onda senóide gerada nele próprio 24 Hs 7 dias por semana. Não é só o cheio de verniz não, vejo queimaduras no trafo por levar o bicho ao extremo kkkaaakkk.

Quanto ao esforço do trafo talvez tenha sido por causa das cargas que eram muito computadores. As fontes chavadas dos computadores causam fortes harmônicas que geram correntes harmônicas violentas:


Quanto a senoide 24 horas por dia, ele é uma micro subestação de energia rsrsrs, Além de prover isolação galvânica oferecida pelos seu trafos, gera a sua própria senoide estabilizando a tensão de saída e corrigindo qualquer distorção da senoide.

Outra curiosidade sobre este no-break:
Como já disse o inversor é alimentado em 308Vdc.
O trafo que recebe a tensão da saída do inversor, a entrada dele é calculada para aproximadamente 100Vac rsrsrs
A saída é que é calculada para 115Vac. Por isso que mesmo quando ele está operando em bateria, que a mesma já está com 160Vdc o no-break ainda está com a tensão de saída em 115V.
Isso é que eu chamo de malha fechada rsrsrs


Anderson M escreveu:Claro que sim, vou querer o material para estudo, vou enviar o email por MP (Mensagem Privada) do fórum, verifica lá depois.

Eu tinha observado este detalhe no vídeo, o que muda de forma constante é o cujo DUTY CYCLE conforme vai inserindo e retirando carga.

Quer um inversor senoidal onda pura simples?
Use transformador ferro-ressonante.
Você só vai precisar de entrada Push Pull e de uma onda de 60Hz quadrada.
A única exigência é que a freqüência seja estabilizada, pois por se tratar de um circuito sintonizado, a freqüência da oscilação não pode variar.

Nestes transformadores, entra a onda quadrada e sai senoidal pura e ainda estabilizada sem variar mais que +-2%
Digo mais: É possível você fazer um no-break com tecnologia standby porém fornecendo tensão igual a no-break online (Sem tempo de transferência na passagem de rede para inversor e de inversor para rede). Já fiz muita manutenção nestes modelos com potência de até 20Kva.

O problema deles é que o trafo é pesado, esquenta e faz um pouco de barulho.
Produz harmônias para a rede também.
Sua eficiência é de 70%

Um inversor eletrônico senoidal com trafo de ferro chega a 90% de eficiência.
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Re: Inversor 12 DCV - 120 ACV onda senoidal com PIC (Encerrado)

Mensagem por Anderson M em Qua 19 Mar 2014 - 13:20

albert_emule escreveu:

Tive que arrumar os componentes de uma forma que as conexões elétricas na placa ficassem com o menor tamanho possível.
É uma placa que cabe dentro de um destes no-breaks comerciais de 1400Va.



Quanto ao esforço do trafo talvez tenha sido por causa das cargas que eram muito computadores. As fontes chavadas dos computadores causam fortes harmônicas que geram correntes harmônicas violentas:


Quanto a senoide 24 horas por dia, ele é uma micro subestação de energia rsrsrs, Além de prover isolação galvânica oferecida pelos seu trafos, gera a sua própria senoide estabilizando a tensão de saída e corrigindo qualquer distorção da senoide.

Outra curiosidade sobre este no-break:
Como já disse o inversor é alimentado em 308Vdc.
O trafo que recebe a tensão da saída do inversor, a entrada dele é calculada para aproximadamente 100Vac rsrsrs
A saída é que é calculada para 115Vac. Por isso que mesmo quando ele está operando em bateria, que a mesma já está com 160Vdc o no-break ainda está com a tensão de saída em 115V.
Isso é que eu chamo de malha fechada rsrsrs




Quer um inversor senoidal onda pura simples?
Use transformador ferro-ressonante.
Você só vai precisar de entrada Push Pull e de uma onda de 60Hz quadrada.
A única exigência é que a freqüência seja estabilizada, pois por se tratar de um circuito sintonizado, a freqüência da oscilação não pode variar.

Nestes transformadores, entra a onda quadrada e sai senoidal pura e ainda estabilizada sem variar mais que +-2%
Digo mais: É possível você fazer um no-break com tecnologia standby porém fornecendo tensão igual a no-break online (Sem tempo de transferência na passagem de rede para inversor e de inversor para rede). Já fiz muita manutenção nestes modelos com potência de até 20Kva.

O problema deles é que o trafo é pesado, esquenta e faz um pouco de barulho.
Produz harmônias para a rede também.
Sua eficiência é de 70%

Um inversor eletrônico senoidal com trafo de ferro chega a 90% de eficiência.

Realmente uma fortíssima gama das fontes SMPS dos computadores, lâmpadas fluorescentes e lâmpadas eletrônicas compactas é o câncer conectado à rede elétrica, muito menos em um inversor. As fontes SMPS dos computadores em sua grande maioria o grande motivo é uma falta de um eficiente filtro de rede AC, em outras palavras, não existe este filtro na entrada que acaba deixando alta frequência cheio de componente harmônica da fonte SMPS se propagar pela rede elétrica.

Esta topologia de inversor Push Pull é bem antiga, isso é para os fracos. 70% de rendimento é puro disperdício energético.

A título de curiosidade:

Supondo uma carga resistíva no inversor de 115 Vrms 700W

Consumo da carga é 650W no secundário.

Logo sua potência absorvida no primário será pelo rendimento de 70%

650 / 0.7 =  928W

928W seria absorvição do primário 12V

Corrente no secundário:

I = P / U

5.6A = 650 / 115

Corrente no secundário 115V seria 5.6A

Se sua potência absorvida do primário 12V é 928W com redimento 70% logo o valor de corrente seria...

I = P / U

77A = 928 / 12

Corrente no primário 12V seria 77A

Pelos cálculos podemos ver que 70% de rendimento é roça kkkaaakkkk.

Isso com carga linear, imagima com cargas não lineares, isso é com característica indutívas que são uma vasta gama de cargas conectadas à rede elétrica, algumas é necessário de 5 vezes o valor da corrente nominal para dar partida.    

Você verificou o esquema que postei acima dos circuitos moduladores PWM senoidal?

A proposta é esta abaixo:


Veja aí, diga se este é o caminho das pedras...
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Re: Inversor 12 DCV - 120 ACV onda senoidal com PIC (Encerrado)

Mensagem por albert_emule em Qua 19 Mar 2014 - 14:34

O link parece não funcionar
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Re: Inversor 12 DCV - 120 ACV onda senoidal com PIC (Encerrado)

Mensagem por albert_emule em Qua 19 Mar 2014 - 14:35

Recebeu os esquemas do no-break?
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Re: Inversor 12 DCV - 120 ACV onda senoidal com PIC (Encerrado)

Mensagem por Anderson M em Qua 19 Mar 2014 - 15:09

albert_emule escreveu:O link parece não funcionar

Albert, copie e cole no navegador

h**p://***.4shared.com/office/OAT8EODcba/ESQUEMA_MODULADOR.html

TROCAR ** POR tt e TROCAR *** POR www

albert_emule escreveu:Recebeu os esquemas do no-break?

Sim recebi o email com o material, até respondi o seu email retornando, veja lá depois.
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Re: Inversor 12 DCV - 120 ACV onda senoidal com PIC (Encerrado)

Mensagem por albert_emule em Qua 19 Mar 2014 - 17:36

Talvez haja uma maneira de não usar fonte simétrica assim como também não depender de duas senoides bases:

Experimente gerar apenas uma senoide base em nível DC, sem o semi-ciclo negativo, como se fosse um amplificador classe A.
Exemplo:


Já vi circuitos que fazem isso com um LM1458 na configuração de amplificador inversor semelhante ao da figura abaixo mas com um detalhe:
Com o CI alimentado em 12V e a entrada não inversora conectada a uma fonte de 6V por meio de resistores.


Isso parecia fazer com que o CI ficasse com o ponto quiescente à meia reta de carga como um amplificador classe A e conforme o gráfico a baixo:



Então esta senoide você pode injetar da seguinte forma nos moduladores do seu esquema:
Primeiramente já não precisaria de fonte simétrica.

Pode conectar um resistor de valor entre 4,7 a 10K na saída do LM358 (ou similar) e conectar em U1A, na porta inversora terminal 7.

conectar outro resistor de valor entre 4,7 a 10K novamente na saída do LM358 (ou similar) e conectar em U1B, na porta não inversora terminal 4.
Usar resistores iguais.

As portas que restaram, as 4 e 6 você injeta a onda triangular da seguinte forma:

Gerar a onda triangular e injetar diretamente na porta não inversora terminal 6 de U1A através de resistor com valor entre 4,7 a 10K

Usar um amplificador inversor para defasar a onda triangular em 180ºC e injetar na porta inversora terminal 4 de U1B através de resistor com valor entre 4,7 a 10K
Osar os dois resistores iguais

É conselhável colocar um trimpot no LM358 para ajuste da simetria da onda.
Se o trafo receber senoide desbalanceada pode saturar por causa da componente DC. Trafos saturam facilmente com estes desbalanceamentos.

Mas analise aí qual a vantagem se se ter ou não fonte simétrica.
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Re: Inversor 12 DCV - 120 ACV onda senoidal com PIC (Encerrado)

Mensagem por Anderson M em Sab 22 Mar 2014 - 23:46

albert_emule escreveu:Talvez haja uma maneira de não usar fonte simétrica assim como também não depender de duas senoides bases:

Experimente gerar apenas uma senoide base em nível DC, sem o semi-ciclo negativo, como se fosse um amplificador classe A.
Exemplo:


Já vi circuitos que fazem isso com um LM1458 na configuração de amplificador inversor semelhante ao da figura abaixo mas com um detalhe:
Com o CI alimentado em 12V e a entrada não inversora conectada a uma fonte de 6V por meio de resistores.


Isso parecia fazer com que o CI ficasse com o ponto quiescente à meia reta de carga como um amplificador classe A e conforme o gráfico a baixo:



Então esta senoide você pode injetar da seguinte forma nos moduladores do seu esquema:
Primeiramente já não precisaria de fonte simétrica.

Pode conectar um resistor de valor entre 4,7 a 10K na saída do LM358 (ou similar) e conectar em U1A, na porta inversora terminal 7.

conectar outro resistor de valor entre 4,7 a 10K novamente na saída do LM358 (ou similar) e conectar em U1B, na porta não inversora terminal 4.
Usar resistores iguais.

As portas que restaram, as 4 e 6 você injeta a onda triangular da seguinte forma:

Gerar a onda triangular e injetar diretamente na porta não inversora terminal 6 de U1A através de resistor com valor entre 4,7 a 10K

Usar um amplificador inversor para defasar a onda triangular em 180ºC e injetar na porta inversora terminal 4 de U1B através de resistor com valor entre 4,7 a 10K
Osar os dois resistores iguais

É conselhável colocar um trimpot no LM358 para ajuste da simetria da onda.
Se o trafo receber senoide desbalanceada pode saturar por causa da componente DC. Trafos saturam facilmente com estes desbalanceamentos.

Mas analise aí qual a vantagem se se ter ou não fonte simétrica.

Olá Albert...

A sua ideia é bem interessante, mas vou utilizar tensões (+12) e (-12V) mesmo para alimentar o LM339 moduladores. Tive problemas que já era esperado na alimentação com conversor DC/DC ou dobrador de tensão como alguns preferem chamá-lo com aquele LM555. Após adicionar o circuito oscilador onda triangular que será o sinal da (portadora 10 Khz) com um LM566 que justamente é um (oscilador VCO).

Veja bem, o primeiro conversor não deu conta, não resistiu o tranco. O problema está relacionado com o baixo valor de corrente fornecida pelo simples conversor criado kkkaaakkkk.

Seria necessário de pelo menos 0.8A que seria uma margem de segurança para alimentação destes caras LM566, LM339 e HEF40106BP.

Este problema da alimentação foi resolvido em partes com outro circuito criado com modificações, foi testado oscilador sem o indutor de núcleo de ferrite que não tenho disponível.

Na simulação fiz uma escolha de um indutor com valor de indutância (100 uH), o valor de tensão foi muito além dos 35V, nada bom para os reguladores 7812 que o seu limite é 35V. Bom não conheço o comportamento real deste conversor por ainda não ter o núcleo de ferrite e fio esmaltado para enrolar e testar.

Você manja de cálculo de indutores núcleo de ferrite?

Sei que há um jeito de grampear o valor de tensão desejada na saída caso no cenário real aconteça, não sei como proceder na situação real. O PROTEUS só serve para testar o circuito lógico, não leva em consideração as perdas nos semicondutores no mundo real.      

O circuito desenvolvido é este do link abaixo:

TROCAR ** POR tt e TROCAR *** POR www

h**p://***.4shared.com/office/XuKD_mvkba/STEP_UP_SUPPLY_DC-DC.html

Sou fraco em construção de conversores DC/DC no aspecto da escolha do indutância ideal. Analisando o esquema eu pergunto, qual seria o valor de indutância? Pois agora o nosso objetivo é dobrar à tensão de 12V da bateria para 24V com corrente de 0.8A. Logo depois vou utilizar reguladores 7812 e 7912 para converter em (+12V) e (-12V) estáveis, e com fornecimento de corrente suficiente para alimentar estes caras LM566, LM339 e HEF40106BP.

Detalhe:

Desta fonte básica ainda pretendo gerar os (+12V) e (-12V) regulados provinientes dos 24V da saída do conversor STEP UP (DC/DC).
Também pretendo fazer o layout da fonte conversor step up separado da placa de controle por questões de estéticas do projeto.

________________________________________


Oscilador de onda triangular (Portadora 10 Khz):

O circuito integrado utilizado para função foi um LM566 (VCO) que foi definido um range de 1 Khz até 50 Khz, eu tive que efetuar equações para definição do range da frequência de trabalho do oscilador, ele vai bem além disso é claro, com cálculos para definições dos componentes externos.

Voltando....

Agora só está faltando uma coisa, justamente não consegui definir qual seria o melhor modo de adicionar um controle de ajuste manual da amplitude, pois o sinal da moduladora senoidal 60 Hz já tem o seu nível definido por natureza do MCU. O sinal da portadora precisa ter o mesmo nível da amplitude da moduladora senoidal para não criar aquela situação que foi comentado por você anteriormente no tópico. Com isso sendo resolvido, os sinais poderíam prosseguir aos pinos (6) e (4) dos moduladores LM339 em plena sincronia.  

Alguma sugestão sua para ajudar definir essa questão seria muito bem vinda....  

Segue o esquema do oscilador onda triangular e quadrada:

TROCAR ** POR tt e TROCAR *** POR www

h**p://***.4shared.com/office/ZHc8E0mcce/TRIANGLE_WAVE_OSCILLATOR.html

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Re: Inversor 12 DCV - 120 ACV onda senoidal com PIC (Encerrado)

Mensagem por Anderson M em Dom 23 Mar 2014 - 19:47

Na luta para descobrir o mistério do pico alto de tensão DC.

Segue mais uma experiência simulada do conversor STEP UP, foram substituídos o R3 por 1K e Q1 por um FET IRF640.  

Resultado: Tensão utrapassa 220 DCV.

Tensão acima de 220 DCV mesmo colocando um diodo damper entre o DRENO e SOURCE.

Conclusão: O C4 já tinha estourado na minha cara na prática.

TROCAR ** POR tt e TROCAR *** POR www

h**p://***.4shared.com/office/-6lQxbvqba/STEP_UP_SUPPLY_DC-DC_II.html

Dê duas ou uma, ou PROTEUS não simula indutância correta, ou indutor dimensionado está incorreto.

Acredito ser falha do próprio PROTEUS mesmo, após estudar o datasheet do LM2577 que é um outro exemplo de conversor DC/DC com saída estabilizada. O interessante é que em sua entrada recebe 5 DCV e sai 15 DCV estabilizado.

Detalhe: O indutor é justamente de 100 uH.

Dê uma olhada:

http://pdf1.alldatasheet.com/datasheet-pdf/view/8681/NSC/LM2577-15.html
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Re: Inversor 12 DCV - 120 ACV onda senoidal com PIC (Encerrado)

Mensagem por albert_emule em Dom 23 Mar 2014 - 20:38

Anderson M escreveu:Na luta para descobrir o mistério do pico alto de tensão DC.

Segue mais uma experiência simulada do conversor STEP UP, foram substituídos o R3 por 1K e Q1 por um FET IRF640.  

Resultado: Tensão utrapassa 220 DCV.

Tensão acima de 220 DCV mesmo colocando um diodo damper entre o DRENO e SOURCE.

Conclusão: O C4 já tinha estourado na minha cara na prática.

TROCAR ** POR tt e TROCAR *** POR www

h**p://***.4shared.com/office/-6lQxbvqba/STEP_UP_SUPPLY_DC-DC_II.html

Dê duas ou uma, ou PROTEUS não simula indutância correta, ou indutor dimensionado está incorreto.

Acredito ser falha do próprio PROTEUS mesmo, após estudar o datasheet do LM2577 que é um outro exemplo de conversor DC/DC com saída estabilizada. O interessante é que em sua entrada recebe 5 DCV e sai 15 DCV estabilizado.

Detalhe: O indutor é justamente de 100 uH.

Dê uma olhada:

http://pdf1.alldatasheet.com/datasheet-pdf/view/8681/NSC/LM2577-15.html


Cara, Seu problema é a falta de realimentação rsrsrsrsrs
Este é um tipo de conversor igual as fontes chaveadas Flybacks. Jamais podem operar sem realimentação se a saída estiver em vazio.

Ocorre que a tensão de saída é muito dependente da carga. Não tem muita relação com o ciclo ativo do PWM.
O modo de funcionar dela é que após o mosfet chavear, ele faz com que o indutor carregue a energia na forma magnética no núcleo. Após o mosfet desligar esta energia inverte o sentido e descarrega através do diodo.

Pode simular aqui:
http://schmidt-walter.eit.h-da.de/smps_e/aww_smps_e.html


Coloque realimentação e tudo se resolve.




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Re: Inversor 12 DCV - 120 ACV onda senoidal com PIC (Encerrado)

Mensagem por albert_emule em Dom 23 Mar 2014 - 20:41

A realimentação irá corrigir o Ciclo ativo do mosfet conforme a necessidade da carga. Se a carga solicitar um pouco mais de corrente, a tensão cai, e a realimentação faz o ciclo ativo aumentar no mesmo instante em questão de microssegundos.

Se a carga diminuir a corrente de consumo, a tensão imediatamente tende a aumentar na saída, o capacitor de saída dá um certo delay na carga que é o tempo suficiente para a realimentação atuar diminuindo o ciclo ativo dos mosfets, mantendo dentro do nominal.


Segue uma simulação de uma fonte Flyback que embora pareça diferente, é a mesma coisa. Também não usa trafo. Usa indutores acoplados magneticamente.
A diferença do trafo para o indutor é que num trafo não se armazena energia.
Já num indutor a energia é liberada em momentos diferentes do primário para o secundário.
No trafo a transferência d energia é instantânea


princípio de funcionamento de uma fonte Flybak: http://img853.imageshack.us/img853/2169/x7ef.png


A forma de onda azul é a corrente no indutor primário.
A forma de onda vermelha é a tensão de dreno do mosfet.
A forma de onda verde é a corrente no indutor de saída.

Primeiro o indutor é carregado com a energia da rede elétrica. Para isso a chave eletrônica liga e põe a rede elétrica retificada no indutor e ele vai carregando.
Conforme vai carregando, vai armazenando a energia na forma magnética no núcleo e a corrente vai subindo em linha reta, veja na onda azul.

Quando o mosfet desliga (Chave eletrônica) aquela energia que havia sido carregada anteriormente é liberada no secundário, veja na onda verde. É a energia que estava armazenada sendo transferida para o capacitor de saída da fonte. É a forma de onda da corrente de saída.
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Re: Inversor 12 DCV - 120 ACV onda senoidal com PIC (Encerrado)

Mensagem por Anderson M em Seg 24 Mar 2014 - 0:32

Albert, mais uma vez, muito obrigado, muito bem esclarecidas as citações acima, não só para mim, mas também aos usuários que visitam o tópico na expectativa de um inversor senoidal ao final do tópico com seu auxílio fundamental kkkaaakkkk. Este conversor que foi criado está operando em malha aberta, e bota malha aberta nisso.

Muito maneira e prática esta calculadora de indutor fornecida por você, obrigado companheiro.

Eu digitei os valores nos campos como...

Tensão mínima de entrada
Tensão máxima de entrada
Tensão de saída
Corrente de saída
Frequência de trabalho


Resultado:


Clicando em Coil Data sai informações do núcleo E ideal, dimensões do condutor em mm2 e número de voltas, realmente fantástica.

Albert, estes indutores de núcleo de ferrite há um ponto fraco, quando se opera em frequências de comutação na faixa auditíva do ser humano, como por exemplo 10 Khz, possibilidades de zumbido gerado no núcleo de ferrite são inevitáveis, por outro lado impede que o núcleo satura. Correto???

Vou trabalhar neste conversor durante esta semana na parte da realimentação, e comprar os componentes necessários para o teste de fogo e postar os resultados.

Não abusando dá sua bom vontade....

Você fez uma análise no circuito oscilador de onda triangular???
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Re: Inversor 12 DCV - 120 ACV onda senoidal com PIC (Encerrado)

Mensagem por Anderson M em Seg 24 Mar 2014 - 6:40

O espírito da coisa...

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Re: Inversor 12 DCV - 120 ACV onda senoidal com PIC (Encerrado)

Mensagem por albert_emule em Ter 25 Mar 2014 - 10:34

Anderson M escreveu:Albert, mais uma vez, muito obrigado, muito bem esclarecidas as citações acima, não só para mim, mas também aos usuários que visitam o tópico na expectativa de um inversor senoidal ao final do tópico com seu auxílio fundamental kkkaaakkkk. Este conversor que foi criado está operando em malha aberta, e bota malha aberta nisso.

Muito maneira e prática esta calculadora de indutor fornecida por você, obrigado companheiro.

Eu digitei os valores nos campos como...

Tensão mínima de entrada
Tensão máxima de entrada
Tensão de saída
Corrente de saída
Frequência de trabalho


Resultado:


Clicando em Coil Data sai informações do núcleo E ideal, dimensões do condutor em mm2 e número de voltas, realmente fantástica.

Albert, estes indutores de núcleo de ferrite há um ponto fraco, quando se opera em frequências de comutação na faixa auditíva do ser humano, como por exemplo 10 Khz, possibilidades de zumbido gerado no núcleo de ferrite são inevitáveis, por outro lado impede que o núcleo satura. Correto???

Vou trabalhar neste conversor durante esta semana na parte da realimentação, e comprar os componentes necessários para o teste de fogo e postar os resultados.

Não abusando dá sua bom vontade....

Você fez uma análise no circuito oscilador de onda triangular???


Quanto ao oscilador triangular vou dar uma olhadinha.

Quanto ao indutor pode também trabalhar em frequências altas sem saturar.
Para não saturar é necessário calcular um entreferro no núcleo, um Gap (Espaço preenchido com elementos não magnéticos entre os núcleos).
Dê uma olhada neste tópico:
http://www.asm51.eng.br/phpBB/viewtopic.php?f=21&t=5701&start=45

Por exemplo:
Tenho um indutor aqui de um conversor Buck, com núcleo EE, que é um carregador de bateria de uma marca de no-break. Este conversor eleva 160Vdc para 220Vdc limitado a corrente em 4A.
Carrega bancos de baterias com 16 baterias em série.

Num exemplo que as baterias estivessem limitando a tensão em 200V (Descarregada) a corrente seria de 4A e a potência seria de 800W.
É um indutor do tipo EE com um GAP e não satura. Trabalha a 40Khz.
Existem modelos desta mesma placa para 8 e até 16A.

Quanto a núcleos toroidais, existem alguns especiais para uso em indutores, que possuem materiais não magnéticos misturado ao ferrite para simular aquele Gap que é necessário nos núcleos tipo EE. Um exemplo são aqueles núcleos amarelos da saída de fontes ATX ou aqueles núcleos azuis usados em saída de amplificadores classe D.
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Re: Inversor 12 DCV - 120 ACV onda senoidal com PIC (Encerrado)

Mensagem por albert_emule em Ter 25 Mar 2014 - 11:00

Veja esta tabela de núcleos:
http://www.magmattec.com/nucleospo.html

http://www.magmattec.com/nucleosferrite.html

Recomendo ainda este artigo:

http://www.py2adn.com/artigos/Entendendo-toroides.pdf
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Re: Inversor 12 DCV - 120 ACV onda senoidal com PIC (Encerrado)

Mensagem por Anderson M em Sex 28 Mar 2014 - 6:40

albert_emule escreveu:Veja esta tabela de núcleos:
http://www.magmattec.com/nucleospo.html

http://www.magmattec.com/nucleosferrite.html

Recomendo ainda este artigo:

http://www.py2adn.com/artigos/Entendendo-toroides.pdf

Muito obrigado, vou fazer uma análise do conteúdo disponibilizado que será muito útil...
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Re: Inversor 12 DCV - 120 ACV onda senoidal com PIC (Encerrado)

Mensagem por Anderson M em Sex 28 Mar 2014 - 7:35

Albert, houve um pequeno engano no esquema do circuito (Moduladores PWM Unipolar) apresentado antes, Daquela forma que está é para (Modulação PWM Bipolar - FULL BRIDGE).

Agora vou fazer um pequeno resumo de uma ótima leitura que fiz há 4 dias atrás em uma (dissertação) sobre este assunto de modulações PWM, e assim reforçar o que já foi dito por você neste tópico, com alguns complementos desta técnica de modulação PWM.

MODULAÇÃO PWM SENOIDAL BIPOLAR:

Na modulação PWM senoidal bipolar, que está representada na imagem abaixo:



O valor de tensão instantânea da saída só pode atingir dois valores +Vcc ou -Vcc e, devido a este fato, esta modulação é também chamada de dois níveis. Quando o valor instantâneo da onda moduladora senoidal for maior que o da onda portadora triangular a tensão de saída será igual a +Vcc, e quando a onda senoidal for menor que a triangular a tensão de saída será -Vcc.

Quando esta modulação está sendo aplicada a um inversor em ponte completa, um único comando é feito para um par de interruptores (S1 e S2), e comando para o outro par (S3 e S4), pode-se usar o comando complementar.

O exemplo seria como está no esquema abaixo que faz parte do meu trabalho já apresentado e testado:

Configuração FULL BRIDGE:

h**p://***.4shared.com/office/2Ty2cG46ba/ESQUEMA_MODULADOR.html

Já para os inversores em meia ponte, um pulso de comando é dado para um interruptor e o complementar para o outro.

Configuração HALF BRIDGE:


Exemplo de configuração do braço:


O sinal complementar é necessário quando, por exemplo, existem dois interruptores (semicondutores) configurados em braço. O acionamento dos interruptores é feito de maneira inversa, ou seja, quando Q1 conduz, Q2 está bloqueado (não está conduzindo). Quando Q2 conduz, Q1 fica bloqueado e assim sucessivamente.

O sinal complementar consiste em inverter o sinal modulador. Para isso, pode-se utilizar uma porta lógica inversora (NOT).
______________________________________________________________________

MODULAÇÃO PWM SENOIDAL UNIPOLAR COM DOIS SINAIS TRIANGULARES:

Detalhe: Esta informação precisa que eu estava procurando saber, dúvidas tiradas nesta (dissertação).

Esta modulação, que está representada na imagem abaixo:


Esta modulação compara a onda moduladora senoidal com duas ondas portadoras triangulares defasadas 180° uma em relação à outra na freqüência 10 Khz. O comando dos interruptores S1 e S3 é obtido comparando a onda senoidal com uma onda portador triangular (Vtriang_1). Da comparação da onda senoidal com a outra portadora triangular defasada em 180° (Vtriang_2), então resulta o comando dos interruptores S2 e S4.


A tensão de saída assume três valores instantâneos: (+Vcc , zero e -Vcc), o que faz com que essa modulação também seja conhecida como modulação PWM senoidal de três níveis.
_______________________________________________________________________

MODULAÇÃO PWM SENOIDAL DIPOLAR COM DOIS SINAIS SENOIDAIS DEFASADAS:

Esta modulação compara duas ondas moduladoras senoidais de mesma amplitude e freqüência e defasadas 180° uma em relação à outra com uma única onda portadora triangular conforme é mostrada na imagem abaixo.


O comando dos interruptores S1 e S3, é obtido comparando uma onda senoidal (Vseno_1) com a onda portadora triangular, e da comparação da outra onda senoidal com a portadora triangular (Vseno_2) resulta o comando dos interruptores S2 e S4.

Pode-se observar através da imagem que a tensão de saída assume três valores instantâneos: +Vcc , zero e -Vcc , o que faz com que essa modulação também seja conhecida como modulação PWM senoidal a três níveis.

Esquema do circuto modulação PWM Senoidal Dipolar:


_______________________________________________________________________

MODULAÇÃO PWM SENOIDAL UNIPOLAR COM SENÓIDE RETIFICADA:

Este tipo de técnica de modulação é mais complicada, pois o controle é mais complicado, e os interruptores devem ter características diferentes.

Com este tipo de modulação é possível comutar em alta freqüência um dos braços do inversor, enquanto o outro braço é comandado na freqüência fundamental.

A imagem abaixo mostra as principais formas de onda desta modulação.


Esquema da topologia PWM Senoide retificada:


O braço composto pelos interruptores S5 e S6, que é comandado na freqüência fundamental da rede de alimentação, e o outro braço formado por S3 e S4 são controlados pela comparação da onda moduladora senoidal com a portadora triangular.

No braço que comuta em baixa freqüência, durante o semiciclo positivo da tensão de entrada, o interruptor S6 conduz enquanto S5 está bloqueado, e durante o semiciclo negativo o interruptor que conduz é o S5 ficando o S6 bloqueado. Os interruptores S3 e S4 comutam na freqüência de chaveamento durante os dois semiciclos de forma complementar.

Neste tipo de modulação as componentes harmônicas estão em bandas laterais centradas em múltiplos da freqüência de comutação, não obstante, as amplitudes destas componentes são bem menores, por tanto se pode diminuir o tamanho do filtro necessário à saída do inversor. A tensão de saída apresenta três valores instantâneos +Vcc, zero e -Vcc.

Bom foi decidido que vou trabalhar com modulação PWM Bipolar nesta primeira versão de inversor, pois não estou muito afim de prolongar este projeto, até porque tenho outros projetos aqui empacados kkkaaakkkk. Eu quero logo terminar para chegar o momento dos layout, confecções das PCI e finalmente o momento mais gostoso, que seria montar e apreciar o funcionamento.

No futuro pretendo utilizar PWM Unipolar. Agora vou partir para o desevolvimento dos circuitos driver e comutadores de potência.  

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Re: Inversor 12 DCV - 120 ACV onda senoidal com PIC (Encerrado)

Mensagem por albert_emule em Sex 28 Mar 2014 - 15:02

Eu havia percebido que apesar de você ter dito "modulador unipolar", o modulador era bipolar rsrsrs.

Porem como você linfatizava bastante que queria montar um circuito mais simples o possível, imaginei que você tivesse confundido o nome das topologias, mas que era aquilo mesmo que seria montado. Por isso eu não disse nada.

Aquela placa que lhe mostrei antes, é unipolar rsrsrs.

Quanto ao driver, aqui mesmo no fórum tem se discutido muito sobre isso.
O pessoal que das "famigeradas fontes automotivas" usam estes drivers.

Tem um problema lá que eu descordo muito:
Eles fazem os trafo na tentativa e erro rsrsrs, Não procuram ver uma nota de aplicação de um fabricante.
Exemplos de cálculos.
Como funciona o acionamento de um transistor mosfet ou IGBT etc...

Por fazer na base de tentativa e erro eles chegam a queimar mais de 40 mosfets até a fonte funcionar corretamente. Levam dois anos só testando e queimando kkkkkkkkkkk

Já cheguei a reclamar com um colega que participa lá do tópico, mas ele acha que eu é que estou errado (Acho) pois continou fazendo o mesmo.

Falam muito mau do driver IR2110, dizem que não presta pois queima fácil.
Como pode um driver feito por uma grande industria não prestar?

Eu posso mostrar equipamentos profissionais que funcionam 24 horas por dia fornecendo potências acima de 2000 watts, com freqüência de 20Khz, usando o IR2110 e nunca queimam kkkkkk

De qualquer forma eu gosto da ideia do trafo driver feito em casa rsrsrs.
Veja uma simulação que fiz:

https://scontent-b-iad.xx.fbcdn.net/hphotos-ash3/t1.0-9/1527093_503595709768407_243904452_n.jpg



De acordo com o que eu andei estudando aqui, um driver destes é como um trafo comum.
Só podem fornecer ciclo ativo até 50% (ideal para unipolar). Não trabalham com DC.
A onda deve ser injetada com os dois semi-ciclos na entrada do trafo.

Deve-se usar um capacitor em série com a entrada para bloquear floxo DC e evitar que o trafo sature. Se isto ocorrer os mosfets vão pro espaço.

Num trafo o que entra sai.
Mas existem uma tal de indutância de dispersão, que na verdade é uma indutância vista em série com o primário que não está acoplada ao secundário. Isso cria atrasos nos pulos e provoca distorções. Também gera harmônicas e ressonâncias parasitas.

Para o driver ficar bom só existe uma receita:
Tem que enrolar as bobinas no núcleo de forma que o acoplamento entre o primário e secundário seja o maior possível.

Um acoplamento perfeito seria unitário.
Segundo um professor de engenharia, na prática o acoplamento pior seria de 0,95, e o melhor, porém muito difícil de se conseguir, seria de 0.99.

Eu participo aqui de um fórum de radioamadores. O pessoal lá trabalha muito com estes tipos de trafo em RF que inclusive é muito mais critica. Vou perguntar como se construir um trafo de forma que ele tenha o máximo acoplamento possível.
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Re: Inversor 12 DCV - 120 ACV onda senoidal com PIC (Encerrado)

Mensagem por albert_emule em Sex 28 Mar 2014 - 17:20

Dá só uma olhada:
http://imageshack.com/a/img838/5486/4x3d.png


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Re: Inversor 12 DCV - 120 ACV onda senoidal com PIC (Encerrado)

Mensagem por Anderson M em Sab 29 Mar 2014 - 14:18

Tem um problema lá que eu descordo muito:
Eles fazem os trafo na tentativa e erro rsrsrs, Não procuram ver uma nota de aplicação de um fabricante.
Exemplos de cálculos.
Como funciona o acionamento de um transistor mosfet ou IGBT etc...

Por fazer na base de tentativa e erro eles chegam a queimar mais de 40 mosfets até a fonte funcionar corretamente. Levam dois anos só testando e queimando kkkkkkkkkkk


Um prejuízo total, tudo isso seria à procura de um driver isolado??? Se o problema é isolação existem soluções como já foi citada por você aqui no tópico sobre o driver TLP250. Bom há quem goste de confeccionar os trafos, mas sem SCOPE fica complicado. Não é tão simples assim confiar somente em cálculos, antes de ligar os POWER MOSFET é necessário analisar o formato da onda, sem isso parceiro só haverá decepções, lamentações, raiva, comerciante feliz da vida e um saco de lixo cheio de MOSFETS. Após isso o elemento olha para o céu fazendo esta pergunta...

E agora José??? Kkkaaakkkk.



Este tipo de circuito é bem crítico, é necessário fazer uma análise de comportamento físico com um SCOPE.

albert_emule escreveu:Dá só uma olhada:
http://imageshack.com/a/img838/5486/4x3d.png



Obrigado pela dica, o circuito do tempo morto foi corrigido com substituição dos capacitores disco C2 e C4 com valor de 330pF, os resistores R3 e R4 foi mantindo como sendo 8K2. Com isso o delay fica em uma margem perfeita na transição, e assim evitando aquela situação de acionamento falso.

Veja na imagem do esquema o circuito atualizado:    



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Re: Inversor 12 DCV - 120 ACV onda senoidal com PIC (Encerrado)

Mensagem por Anderson M em Sab 29 Mar 2014 - 14:24

Projeto da placa de potência inversor topologia dulpa conversão:

Segue aí um exemplo desenvolvido, e assim ser comentado, trata-se da etapa de potência da conversão DC/AC, quando se aplica uma tensão DC do conversor step up DC/DC, para logo após ser convertido em tensão AC, ideal para UPS online que utiliza esta topologia de dupla conversão. O driver escolhido foi o IR2102 drena uma corrente em média de 0.21A, o limite máximo de tensão suportada é de 600V.

Não vou utilizar este projeto no inversor, pois trata-se de uma topologia diferente do inversor proposto no tópico, apenas compartilho esta ideia para o fórum para complementação.

Detalhe: Foi utilizado uma configuração com transístores bipolar entre o IR2102 e os gates dos POWER MOSFET. Agora deixo esta responsa do comentário contigo, sobre o que foi feito neste circuito que antecede os POWER MOSFETS.

Veja aí, e diga se vai explodir kkkkaaakkkk.

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Re: Inversor 12 DCV - 120 ACV onda senoidal com PIC (Encerrado)

Mensagem por albert_emule em Sab 29 Mar 2014 - 21:54

Você usa os bipolares para forçar a descarga do gate.
Creio que não precise.
http://pdf.datasheetcatalog.com/datasheet/irf/ir2101.pdf
A corrente de saída IO+ = 130mA
A corrente de saída IO- = 230mA.

A capacitância do gate deste mosfet é de praticamente 55nF

Este artigo cita como calcular a corrente de gate:
http://thedatastream.4hv.org/gdt_parts.htm
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Re: Inversor 12 DCV - 120 ACV onda senoidal com PIC (Encerrado)

Mensagem por albert_emule em Dom 30 Mar 2014 - 20:52

Veja este material:
http://www.semikron.com/skcompub/pt/AN-7003_Gate_Resistor-Principles_and_Applications_rev00.pdf

Eu dei uma uma simulada com o LSspice injetando uma onda quadrada de 0.0000333 segundos num capacitor de 55nF que é equivalente a capacitância do gate do mosfet do circuito acima.

Usei um resistor de 10R em séria com a fonte do sinal.
A tensão de pico do sinal era de 12V.
A corrente de pico bateu lá em 2,2A, só ficando abaixo de 350mA depois de passados 1,3uS.

Eu acredito que a corrente de saída descrita no datasheet do driver seja RMS não a de pico, pois mesmo que usasse resistor de gate de 100R, a corrente de pico ainda seria de 240mA mas neste caso a onda no gate ficaria meia arredondada.

Acredito que a corrente de pico seja sempre alta, pois trata-se da carga de um capacitor. Mas para efeito de potência dissipada no driver a mais importante seja a corrente RMS.



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Re: Inversor 12 DCV - 120 ACV onda senoidal com PIC (Encerrado)

Mensagem por Anderson M em Dom 6 Abr 2014 - 1:45

albert_emule escreveu:Você usa os bipolares para forçar a descarga do gate.
Creio que não precise.
http://pdf.datasheetcatalog.com/datasheet/irf/ir2101.pdf
A corrente de saída IO+ = 130mA
A corrente de saída IO- = 230mA.

A capacitância do gate deste mosfet é de praticamente 55nF

Este artigo cita como calcular a corrente de gate:
http://thedatastream.4hv.org/gdt_parts.htm

Em termos você acertou, mas há outra função que os transístores faz em conjunto com os diodos de comutação rápida (1N4937) D3, D4, D5 e D6. Eu deixei uma falha proposital no esquema que ninguém comentou. Como se trata de uma placa do conversor DC/AC que há necessidade de tensão DC no ponto Vbatt vindo do conversor DC/DC ou banco de baterias em série. No total seria 10 baterias que formam 120 DCV para logo após ser convertido em ACV.

Erro proposital foi: Os POWER MOSFETs que estão aí no esquema que não vão suportar o valor de tensão 120 DCV, logo para este projeto deve ser adotado outro que suporte uma tensão superior.

albert_emule escreveu:Veja este material:
http://www.semikron.com/skcompub/pt/AN-7003_Gate_Resistor-Principles_and_Applications_rev00.pdf

Eu dei uma uma simulada com o LSspice injetando uma onda quadrada de 0.0000333 segundos num capacitor de 55nF que é equivalente a capacitância do gate do mosfet do circuito acima.

Usei um resistor de 10R em séria com a fonte do sinal.
A tensão de pico do sinal era de 12V.
A corrente de pico bateu lá em 2,2A, só ficando abaixo de 350mA depois de passados 1,3uS.

Eu acredito que a corrente de saída descrita no datasheet do driver seja RMS não a de pico, pois mesmo que usasse resistor de gate de 100R, a corrente de pico ainda seria de 240mA mas neste caso a onda no gate ficaria meia arredondada.

Acredito que a corrente de pico seja sempre alta, pois trata-se da carga de um capacitor. Mas para efeito de potência dissipada no driver a mais importante seja a corrente RMS.

Com o teste simulado também acredito que o valor constado no datasheet seja em RMS.

Em termos, este IR2101 fornece uma corrente razoável aos gates, mas é necessário ter prudência na escolha do resistor limitador.

Muito obrigado pelos artigos:

http://thedatastream.4hv.org/gdt_parts.htm

http://www.semikron.com/skcompub/pt/AN-7003_Gate_Resistor-Principles_and_Applications_rev00.pdf

Vou fazer uma leitura do material.
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Re: Inversor 12 DCV - 120 ACV onda senoidal com PIC (Encerrado)

Mensagem por Anderson M em Ter 19 Ago 2014 - 0:40

Rapaziada, acabei fazendo uns testes há 03 semanas, mas acabei esquecendo de postar este complemento ao tópico, isso devido ao curto tempo disponível, tá osso...

No final do tópico apresento sugestões de chaveadores para serem empregado no estágio ( Conversor DC - AC ) apresentado na imagem abaixo.

Esquemático:



O ponto indicado no esquema ( Vbatt ) recebá tensão DC do primeiro Conversor DC - DC , onde acontece à nossa primeira conversão da tensão proveniente da bateria em outra tensão elevada estável pelo processo Malha fechada.

O segundo conversor fará o processo de conversão de tensão DC para AC senoidal.

( conversor DC - DC ) operação em alta corrente.


( conversor DC - AC ) vai operação em baixa corrente.

- Tensão de saída   = 115 Vrms
- Potência de saída = 1KVA      

NOTE:

Quero deixar bem claro, estes chaveadores ( IRF1405 ) que estão aí no esquema, não são para serem empregado com tensão elevada, apenas usei eles na época que fiz os testes para analisar o funcionamento do circuito com uma fonte externa com uma tensão de 12V simulando um conversor DC-DC que ainda não existe fisicamente.

PORTANTO:

Eles são para aplicações em ( 12Vcc )

Filtro L-C:

- O capacitor de polipropileno ( 250VCA - 50/60Hz ) capacitância de 15uF.

- O Indutor com indutância entre ( 2.70 mH - 3.33 mH ).

Valores determinados pela frequência do PWM senoidal em ( 10 Khz ).

Chaveadores:

Segue aí os 2 tipos de chaveadores que testei neste estágio...

_______________________________________________________________________


IRFP460   -  ( Power Mosfet )

Algumas características:

VDss = 500V
Rds ( on ) = 0.27R
Id = 20A


_______________________________________________________________________


IRG4PC50UD - ( IGBT )

Algumas características:

Vce  = 600V
Vce ( on )  = 1.65V
Vge  = 15V
Ic  = 27A

Frequência de operação = ( 8 Khz - 40 Khz )

_______________________________________________________________________

Eu não abandonei este projeto ainda, apenas estou dando um tempo, aos poucos vou implementando...


Última edição por Anderson M em Ter 19 Ago 2014 - 7:31, editado 1 vez(es)
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Re: Inversor 12 DCV - 120 ACV onda senoidal com PIC (Encerrado)

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