Czy mostki AC falownika H są kiedykolwiek napędzane w ten sposób?

10

W tej chwili trwa konkurs Google zwany małym pudełkiem . Ma zaprojektować bardzo wydajny falownik AC. Zasadniczo falownik jest zasilany napięciem stałym o wartości kilkuset woltów, a zwycięski projekt zostanie wybrany ze względu na jego zdolność do wytworzenia mocy 2 kW (lub 2 kVA) w najbardziej efektywny elektrycznie sposób. Jest kilka innych kryteriów, które należy spełnić, ale to jest podstawowe wyzwanie, a organizatorzy twierdzą, że sprawność większa niż 95% jest koniecznością.

To wysokie zamówienie i sprawiło, że pomyślałem o tym jak o ćwiczeniu. Widziałem wiele konstrukcji mostka H inwertera, ale wszystkie napędzają PWM do wszystkich czterech tranzystorów MOSFET, co oznacza, że ​​4 tranzystory cały czas przyczyniają się do strat przełączania:

wprowadź opis zdjęcia tutaj

Górny schemat jest, jak zwykle czytam o konstrukcjach falowników, ale dolny schemat uderzył mnie jako sposób na zmniejszenie strat przełączania o prawie 2.

Nigdy wcześniej tego nie widziałem, więc pomyślałem, że zapytam tutaj, czy ktokolwiek inny - może istnieje „problem”, którego nie rozpoznaję. W każdym razie postanowiłem nie brać udziału w konkursie, jeśli ktoś zastanawia się, dlaczego to publikuję.

EDYCJA - aby wyjaśnić, jak moim zdaniem powinno to działać - Q1 i Q2 (przy użyciu PWM) mogą generować (po filtrowaniu) „wygładzone” napięcie, które może zmieniać się między 0 V a + V. W celu wytworzenia pierwszego półokresu przebiegu prądu przemiennego, Q4 włącza się (Q3 wyłączone), a Q1 / Q2 wytwarzają przebiegi przełączające PWM, tworząc falę sinusoidalną od 0 stopni do 180. W cyklu drugiej połowy Q3 włącza się (Q4 wyłączony) a Q1 / Q2 wytwarza odwrócone napięcie fali sinusoidalnej, stosując odpowiednie czasy PWM.

Pytanie:

  • Czy jest problem, którego nie jestem świadomy w tego rodzaju projektach - może emisje EMC lub „to po prostu nie zadziała głupio!”
Andy aka
źródło
Może coś mi brakuje (lub ty wyciągasz moją nogawkę, bo to był wczoraj Międzynarodowy Dyskusja jak Dzień Pirata , arrr, me buckos? -). Czy ładunek nie będzie miał mocy płynącej tylko 1/2 czasu przy częstotliwości PWM? Rozumiem, że to zmniejsza straty związane z zamianą, ale czy nie zmniejszy to o połowę dostępnej mocy w nieprzyjemny sposób, czyż nie? (Poprawione z powodu braku dopasowania do języka, arrrr!)
żarówka
Tak się kontrolują, jego zalety są łatwiej widoczne w falowniku trójfazowym. Natknąłem się na to szalone wyzwanie, jedyny sposób, w jaki widziałem, że udało mi się osiągnąć efektywność, było z zastosowaniem przetwornika rezonansowego lub innych schematów ZCS
JonRB
@JRRB - może masz do niego link?
Andy alias
W pewnym sensie. Taki schemat zastosowano w falowniku, nad którym pracowałem lata temu, napisaliśmy artykuł ( ieeexplore.ieee.org/xpl/… ) Gdybym mógł podać bezpośredni link, zrobiłbym to. UWAGA, jakość zatok nie jest tak dobra, jak to tylko możliwe
JonRB
1
Mój komentarz jest nieprawidłowy. Chciałem powiedzieć, że artykuł Oszacowanie strat związanych z przełączaniem MOSFET ... może być przydatnym źródłem informacji na temat strat z przełączania dla osób czytających twoje pytanie . Jest w nich coś więcej niż zrozumiałem. Oczywiście możesz mieć lepsze odniesienie i może zniknąć zbyt wcześnie.
żarówka

Odpowiedzi:

7

Czy da się to zrobić? tak

Czy zostało to zrobione? tak

Czy zrobi to zgodnie z oczekiwaniami? połowa strat związanych z zamianą? Tak, a jeśli zadbano o szybkość handlu doborem urządzeń pod kątem strat przewodzenia, można jeszcze bardziej poprawić straty mocy.

Szybki model z NAPRAWDĘ źle zoptymalizowanym filtrem wyjściowym i niezbyt dostrojony, tylko po to, aby udowodnić częstotliwość i częstotliwość przełączania 100 kHz (10 kHz wydawało się zapewniać rozsądną moc wyjściową, ale wymagana byłaby FFT i różne obciążenia: L, C, odbicia itp.)

Taki schemat zmaga się z przejściem przez zero, więc wpływ na THd musiałby zostać oceniony i ustalony, czy jest to zaakceptowane ograniczenie.

wprowadź opis zdjęcia tutaj wprowadź opis zdjęcia tutaj wprowadź opis zdjęcia tutaj wprowadź opis zdjęcia tutaj

JonRB
źródło