Werden Wechselrichter-H-Brücken jemals auf diese Weise angetrieben?

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Momentan findet ein Google-Wettbewerb statt, der als " Little Box Challenge" bezeichnet wird . Es geht darum, einen sehr effizienten Wechselrichter zu entwickeln. Grundsätzlich wird dem Wechselrichter eine Gleichspannung von einigen hundert Volt zugeführt, und das Gewinnerdesign wird durch seine Fähigkeit ausgewählt, einen Ausgang von 2 kW (oder 2 kVA) auf die elektrisch effizienteste Weise zu erzeugen. Es sind noch einige andere Kriterien zu erfüllen, aber das ist die grundlegende Herausforderung, und die Organisatoren geben an, dass ein Wirkungsgrad von mehr als 95% ein Muss ist.

Das ist eine große Aufgabe und hat mich dazu gebracht, nur als Übung darüber nachzudenken. Ich habe viele Wechselrichter-H-Brückendesigns gesehen, aber alle treiben PWM zu allen vier MOSFETs, was bedeutet, dass 4 Transistoren ständig zu Schaltverlusten beitragen: -

Geben Sie hier die Bildbeschreibung ein

Das obere Diagramm ist so, wie ich es normalerweise über Wechselrichterkonstruktionen gelesen habe, aber das untere Diagramm hat mich als Mittel zur Reduzierung der Schaltverluste um praktisch 2 angesehen.

Ich habe es noch nie gesehen, also dachte ich, ich würde hier fragen, ob es jemand anderes hätte - vielleicht gibt es ein "Problem", das ich nicht erkenne. Wie auch immer, ich habe beschlossen, nicht am Wettbewerb teilzunehmen, wenn sich jemand fragt, warum ich das poste.

BEARBEITEN - nur um zu erklären, wie es meiner Meinung nach funktionieren sollte - Q1 und Q2 (mit PWM) können (nach dem Filtern) eine "geglättete" Spannung erzeugen, die zwischen 0 V und + V variieren kann. Um den ersten Halbzyklus einer Wechselstromwellenform zu erzeugen, schaltet Q4 ein (Q3 aus) und Q1 / Q2 erzeugt die PWM-Schaltwellenformen, um eine Sinuswelle von 0 Grad bis 180 zu erzeugen. Für den zweiten Halbzyklus schaltet Q3 ein (Q4 aus) und Q1 / Q2 erzeugt eine invertierte Sinuswellenspannung unter Verwendung der geeigneten PWM-Zeitabläufe.

Frage:

  • Gibt es ein Problem, das mir bei dieser Art von Design nicht bewusst ist - vielleicht EMV-Emissionen oder "es wird einfach nicht dumm funktionieren!"
Andy aka
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Ich bin etwas fehle vielleicht (oder du meinen Teilwegmultiplen ziehen, denn es war internationales Gespräch wie ein Piraten - Tag gestern, arrr, ich Buckos -?). Wird die Last nicht nur die Hälfte der Zeit mit PWM-Frequenz fließen, arrr? Ich kann verstehen, dass dies die Schaltverluste verringert, aber halbiert das nicht die verfügbare Leistung auf unangenehme Weise, arrr, ye lubber? (Korrigiert wegen mangelnder Passform, arrrr!)
gbulmer
Sie werden so gesteuert, ihre Vorteile sind bei einem 3-Phasen-Wechselrichter leichter zu erkennen. Ich bin auf diese verrückte Herausforderung gestoßen. Die einzige Möglichkeit, diese Effizienz zu erreichen, war ein Resonanzwandler oder ein anderes ZCS-System
JonRB,
@ JonRB - hast du vielleicht einen Link dazu?
Andy aka
Ich tue es irgendwie. Ein solches Schema wurde in einem Wechselrichter verwendet, an dem ich vor Jahren gearbeitet habe. Wir haben ein Papier geschrieben ( ieeexplore.ieee.org/xpl/… ). Wenn ich einen direkten Link bereitstellen könnte, würde ich.
HINWEIS
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Mein Kommentar liest sich nicht richtig. Ich wollte damit sagen, dass der Artikel Schätzen von MOSFET-Schaltverlusten ... eine nützliche Referenz zu Schaltverlusten für Leute sein könnte, die Ihre Frage lesen . Sie haben mehr zu bieten, als ich verstanden hatte. Natürlich haben Sie möglicherweise eine bessere Referenz, die möglicherweise zu früh verschwindet.
Gbulmer

Antworten:

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Kann es gemacht werden? Ja

Wurde es getan? Ja

Wird es wie erwartet funktionieren? die Hälfte der Schaltverluste? Ja, und wenn die Handelsgeschwindigkeit für die Auswahl der Geräte am rechten Bein für Leitungsverluste berücksichtigt wurde, können Sie die PowerCore-Verluste weiter verbessern.

Schnelles Modell mit einem WIRKLICH schlecht optimierten Ausgangsfilter und nicht wirklich abgestimmt, nur um einen Punkt und eine 100-kHz-Schaltfrequenz zu beweisen (10 kHz schienen eine angemessene Leistung zu liefern, aber eine FFT wäre erforderlich und unterschiedliche Lasten: L, C, Rechteck usw.)

Ein solches Schema hat Schwierigkeiten beim Nulldurchgang, so dass die Auswirkung auf THd bewertet und bestimmt werden müsste, wenn es sich um eine akzeptierte Einschränkung handelt.

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JonRB
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