As pontes H do inversor de CA são acionadas dessa maneira?

9

No momento, há uma competição no Google chamada de desafio da caixinha . É para projetar um inversor CA muito eficiente. Basicamente, o inversor é alimentado com uma tensão CC de algumas centenas de volts e o projeto vencedor será escolhido por sua capacidade de produzir uma saída de 2kW (ou 2kVA) da maneira mais eficiente eletricamente. Existem alguns outros critérios a serem atendidos, mas esse é o desafio básico e os organizadores afirmam que uma eficiência superior a 95% é uma obrigação.

Essa é uma tarefa difícil e me fez pensar nisso apenas como um exercício. Eu já vi muitos projetos de ponte H do inversor, mas todos eles dirigem PWM para todos os quatro MOSFETs, o que significa que existem 4 transistores contribuindo para perdas de comutação o tempo todo: -

insira a descrição da imagem aqui

O diagrama superior é como eu normalmente leio sobre projetos de inversores, mas o diagrama inferior me pareceu um meio de reduzir as perdas de comutação em praticamente 2.

Eu nunca vi isso antes, então pensei em perguntar aqui se alguém mais tivesse - talvez haja um "problema" que não reconheço. Enfim, decidi não participar da competição se alguém se pergunta por que estou postando isso.

EDIT - apenas para explicar como acho que deve funcionar - Q1 e Q2 (usando PWM) podem gerar (após a filtragem) uma tensão "suavizada" que pode variar entre 0V e + V. Para produzir o primeiro meio ciclo de uma forma de onda CA de energia, Q4 é ativado (Q3 desativado) e Q1 / Q2 produziu as formas de onda de comutação PWM para fazer uma onda senoidal de 0 a 180 graus. No segundo semestre, Q3 é ativado (Q4 desativado) e Q1 / Q2 produz uma tensão de onda senoidal invertida usando os tempos PWM apropriados.

Questão:

  • Existe um problema que eu não conheço nesse tipo de design - talvez as emissões da EMC ou "simplesmente não funcionem estúpidas!"
Andy aka
fonte
Talvez eu esteja sentindo falta de alguma coisa (ou você está puxando minha perna de pau , porque foi ontem o dia internacional da conversa como um pirata , arrr, meu dinheiro? -). A carga não terá apenas energia fluindo metade do tempo na frequência PWM, arrr? Eu posso entender que isso reduz a perda de comutação, mas isso não reduzirá pela metade a energia disponível de uma maneira desagradável, cara? (Corrigido por falta de fitin' linguagem, arrrr!)
gbulmer
Eles são controlados assim, seus benefícios são mais fáceis de serem vistos em um inversor trifásico. Eu vim através esse desafio louco, a única maneira que eu vi da reunião que a eficiência foi com um conversor ressonante ou outros esquemas de ZCS
JonRB
@ JonRB - você tem um link para isso, talvez?
Andy aka
Eu faço, mais ou menos. Esse esquema foi usado em um inversor em que trabalhei anos atrás, escrevemos um artigo ( ieeexplore.ieee.org/xpl/… ). Se eu pudesse fornecer um link direto, eu o faria. NOTA a qualidade do seio não é tão bom como você pode obter
JonRB
11
Meu comentário não está certo. Eu quis dizer que o artigo Estimando perdas de comutação MOSFET ... pode ser uma referência útil sobre a perda de comutação para as pessoas que leem sua pergunta . Há mais do que eu havia entendido. Obviamente, você pode ter uma referência melhor e ela pode desaparecer muito cedo.
gbulmer

Respostas:

6

Isso pode ser feito? sim

Isso já foi feito? sim

Será que vai fazer como esperado? metade das perdas de comutação? Sim e se tomar cuidado com a velocidade de negociação da seleção do dispositivo da perna direita para perdas de condução, você poderá melhorar ainda mais as perdas do powerCore.

Modelo rápido com algum filtro de saída REALMENTE otimizado e realmente não sintonizado, apenas para provar um ponto e frequência de comutação de 100kHz (10kHz parecia fornecer uma saída razoável, mas seria necessário um FFT e cargas variáveis: L, C, ret, etc ...)

Esse esquema tem dificuldade em cruzar o zero, de modo que o efeito no THd teria que ser avaliado e determinado se é uma limitação aceita.

insira a descrição da imagem aqui insira a descrição da imagem aqui insira a descrição da imagem aqui insira a descrição da imagem aqui

JonRB
fonte