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我的太陽能離網發電投入使用

燒了一堆大大小小的元件,經驗說不上,換來了教訓一堆。目前帶載3000W以上很穩定,可帶2臺空調(一臺普通2500大卡空調和一臺變頻3500大卡空調)

想想過程也夠艱難曲折的,覺得有必要總結一下。利用一臺廢棄的電源機殼改造。 

全部回復(30)
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gem1024
LV.5
2
2013-06-18 17:13

帶兩臺空調的電流。

DC/DC使用48V供電,輸入電流用兩個75mV分流器并聯,所以,表頭顯示電流要乘于2。 

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gem1024
LV.5
3
2013-06-18 17:16
@gem1024
帶兩臺空調的電流。DC/DC使用48V供電,輸入電流用兩個75mV分流器并聯,所以,表頭顯示電流要乘于2。[圖片] 

太陽能板買回來快一年了還沒有真正使用上。因為對光伏板的使用沒有認知和經驗,在逆變系統如何構建的問題上費了很多功夫,前期一直在“研究”MPPT, 雖然說基本上有了眉目,但也耽擱了實用,決定暫時擱置MPPT這個關節,轉入后級逆變的制作。

   DC/DC 48V輸入,功率設計?000W, 拓撲采用推挽,PWMSG3525,主功率管用IRFP90N20D—4對并聯,主變壓器EE85磁芯,初級0.5*50銅皮并繞3匝,次級23匝(繞法:次級兩層¢0.6*9-------18+初級+次級5匝),整流管DSEI60-12A,             DC/AC—采用EG8010,功率管采用4IRFPS40N50L。

 

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gem1024
LV.5
4
2013-06-18 17:29
@gem1024
太陽能板買回來快一年了還沒有真正使用上。因為對光伏板的使用沒有認知和經驗,在逆變系統如何構建的問題上費了很多功夫,前期一直在“研究”MPPT,雖然說基本上有了眉目,但也耽擱了實用,決定暫時擱置MPPT這個關節,轉入后級逆變的制作。  DC/DC48V輸入,功率設計?000W,拓撲采用推挽,PWM用SG3525,主功率管用IRFP90N20D—4對并聯,主變壓器EE85磁芯,初級0.5*50銅皮并繞3匝,次級23匝(繞法:次級兩層¢0.6*9-------18匝+初級+次級5匝),整流管DSEI60-12A,            DC/AC—采用EG8010,功率管采用4只IRFPS40N50L。 

現使用中的拓撲是推挽+軟開關。

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gem1024
LV.5
5
2013-06-18 17:29
@gem1024
現使用中的拓撲是推挽+軟開關。

但在剛開始制作時,看中了推挽正激。據說它可抗偏磁和抑制功率管尖峰,而且輸入波紋小效率高等等,所以決定使用這個拓撲。

PWMTL494,硬開關方式。

實做的DC/DC1000W以下還說得過去,效率在87--90%,功率大了后波形不好,驅動波形不好輸出波形也不好,在2000W時效率不到70%, MOS嚴重發熱不能實用。

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2013-06-18 17:54
不錯,DIY精神可佳!
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2013-06-18 18:07
能帶空調真是好
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gem1024
LV.5
8
2013-06-18 18:22
@gem1024
但在剛開始制作時,看中了推挽正激。據說它可抗偏磁和抑制功率管尖峰,而且輸入波紋小效率高等等,所以決定使用這個拓撲。PWM用TL494,硬開關方式。實做的DC/DC在1000W以下還說得過去,效率在87--90%,功率大了后波形不好,驅動波形不好輸出波形也不好,在2000W時效率不到70%,MOS嚴重發熱不能實用。

 

 MOS驅動很重要;

查了很多資料,曾轉發過一篇“MOS驅動的匹配”的文件,實做中多次體會到MOS的驅動的確很關鍵。因此在驅動上很小心,因為推挽正激要隔離驅動,所以選擇了變壓器驅動,雙變壓器分別驅動方式也試驗過沒有問題,最后選 擇了單驅動變壓器方案,驅動效果還算可以。

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2013-06-18 19:40
@tvro
能帶空調真是好[圖片]
牛逼
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gem1024
LV.5
10
2013-06-19 09:31
@gem1024
[圖片] [圖片] MOS驅動很重要;查了很多資料,曾轉發過一篇“MOS驅動的匹配”的文件,實做中多次體會到MOS的驅動的確很關鍵。因此在驅動上很小心,因為推挽正激要隔離驅動,所以選擇了變壓器驅動,雙變壓器分別驅動方式也試驗過沒有問題,最后選 擇了單驅動變壓器方案,驅動效果還算可以。

MOS管并聯是個問題。教訓:調試初期盡量不要多對管并聯,先用單管,沒有問題了再并管調試。因為大功率,原以為并管多了安全,沒考慮到其它因素,曾因大意炸了不少90N20。炸管情況一:先上個手繪的接線示意圖,因為MOS單獨裝在散熱器上,和驅動板用雙絞線連接,調試中為了方便直接將電源負極夾在驅動板的電源負極上,輕負載還好,負載一加大就炸負極邊上幾個MOS管,意識到負極接線問題是以炸了890N20為代價的。如果不用并管代價是不是要小些? 

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gem1024
LV.5
11
2013-06-19 09:33
@天涯浪子88
[圖片]牛逼

MOS并聯在調試后級時也出了很多問題。為了省事,購買了EG8010驅動板和一塊成品主板PCB,板子上輸出橋有MOS兩兩并聯的位置,于是就直接裝上8IRF460,調試低電壓還沒事,母線電壓一上高壓就燒MOS,連帶燒IR2110,甚至有一次連EG8010芯片也燒掉,按照網上高手的提示加強驅動板電源穩定性,更換自舉電容似乎有些效果,但還是燒管子,意識到是并管問題后,只用4IRF460再也沒有燒管了。4IRF460帶載到1600W都沒有問題,最后為了安全,全部更換為   IRFPS40N50L ,試驗中帶載到2500W還很好,基本沒有什么溫升。

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gem1024
LV.5
12
2013-06-19 10:07
@gem1024
MOS并聯在調試后級時也出了很多問題。為了省事,購買了EG8010驅動板和一塊成品主板PCB,板子上輸出橋有MOS兩兩并聯的位置,于是就直接裝上8只IRF460,調試低電壓還沒事,母線電壓一上高壓就燒MOS,連帶燒IR2110,甚至有一次連EG8010芯片也燒掉,按照網上高手的提示加強驅動板電源穩定性,更換自舉電容似乎有些效果,但還是燒管子,意識到是并管問題后,只用4只IRF460再也沒有燒管了。4只IRF460帶載到1600W都沒有問題,最后為了安全,全部更換為  IRFPS40N50L,試驗中帶載到2500W還很好,基本沒有什么溫升。

輔助電源用反激是最好方案(宛東驕子的意見)。

輔助電源雖說是“輔助”,但必須重視!電池電壓48V,正常使用范圍在43—63V,用線性穩壓直接降壓非常不可靠,很容易損壞造成48V直通驅動電路,為此方案也是以犧牲不少元件為代價的;后來改為EG1181加擴流,我有個帖子已經說過了,加電后電壓過沖!對這一塊電路上的電感和EG1181都更換過仍然過沖,后來單獨試過另一塊EG1181電路卻沒有過沖問題,也懶得再查了,估計與PCB設計有關?這個電路帶載能力不大,不能滿足多管并聯驅動,干脆棄之不用,改為反激電源,用一塊AC/DC5V電源改成DC/DC--48V/12V效果非常好。

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gem1024
LV.5
13
2013-06-19 11:51
@gem1024
輔助電源用反激是最好方案(宛東驕子的意見)。輔助電源雖說是“輔助”,但必須重視!電池電壓48V,正常使用范圍在43—63V,用線性穩壓直接降壓非常不可靠,很容易損壞造成48V直通驅動電路,為此方案也是以犧牲不少元件為代價的;后來改為EG1181加擴流,我有個帖子已經說過了,加電后電壓過沖!對這一塊電路上的電感和EG1181都更換過仍然過沖,后來單獨試過另一塊EG1181電路卻沒有過沖問題,也懶得再查了,估計與PCB設計有關?這個電路帶載能力不大,不能滿足多管并聯驅動,干脆棄之不用,改為反激電源,用一塊AC/DC5V電源改成DC/DC--48V/12V效果非常好。

關于推挽正激拓撲:查了很多資料,介紹的還都不錯,可惜大部分是理論和仿真,實驗的電路功率也都不大,最大在1000W吧。資料對推挽正激的缺點都回避了。根據我的實驗,如前面所說,1000W以下還行,可我的要求是起碼要到3000W以上。推挽正激面臨著幾個問題,首先,推挽正激驅動上不如推挽來的簡單,第二,軟開關的實現比較復雜,硬開關大功率時效率不會太高,再則次級整流二極管反向峰值電壓比較高,單次級繞組實測峰值電壓能達到900V以上,加CDD吸收后可降到800V以下,整流二極管選型限制太大。

至于驅動和VDS波形雜亂造成功率管發熱問題,現在回想原因應該是主變壓器變比偏大,電路一直工作在閉環情況下造成的,這個問題在將拓撲改為推挽后也存在,不應該歸咎于推挽正激。后期確定使用推挽拓撲后已經將主變壓器改為現在的數據,在空載和小負載時閉環,負載加大后進入開環狀態。

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xiaqing
LV.7
14
2013-06-19 13:32
@gem1024
關于推挽正激拓撲:查了很多資料,介紹的還都不錯,可惜大部分是理論和仿真,實驗的電路功率也都不大,最大在1000W吧。資料對推挽正激的缺點都回避了。根據我的實驗,如前面所說,1000W以下還行,可我的要求是起碼要到3000W以上。推挽正激面臨著幾個問題,首先,推挽正激驅動上不如推挽來的簡單,第二,軟開關的實現比較復雜,硬開關大功率時效率不會太高,再則次級整流二極管反向峰值電壓比較高,單次級繞組實測峰值電壓能達到900V以上,加CDD吸收后可降到800V以下,整流二極管選型限制太大。至于驅動和VDS波形雜亂造成功率管發熱問題,現在回想原因應該是主變壓器變比偏大,電路一直工作在閉環情況下造成的,這個問題在將拓撲改為推挽后也存在,不應該歸咎于推挽正激。后期確定使用推挽拓撲后已經將主變壓器改為現在的數據,在空載和小負載時閉環,負載加大后進入開環狀態。
很不錯,不明白推挽電路要用隔離驅動呢?
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gem1024
LV.5
15
2013-06-19 16:29
@xiaqing
很不錯,不明白推挽電路要用隔離驅動呢?

推挽不需要隔離驅動。推挽正激是隔離驅動。

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gem1024
LV.5
16
2013-06-19 16:50
@gem1024
推挽不需要隔離驅動。推挽正激是隔離驅動。

我這個機子做了半年時間了,孤軍奮戰!下一步打算再做個更大功率的,方案還沒有想好,寫這個帖子權作小結,為自己理理思路。

回想整個制作過程中出現的很多問題都是低級錯誤,能為新手提供些參考更好。有的觀點可能還是錯誤的,望壇子上高手不吝賜教,多多指導。

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2013-06-19 17:02
@gem1024
我這個機子做了半年時間了,孤軍奮戰!下一步打算再做個更大功率的,方案還沒有想好,寫這個帖子權作小結,為自己理理思路。回想整個制作過程中出現的很多問題都是低級錯誤,能為新手提供些參考更好。有的觀點可能還是錯誤的,望壇子上高手不吝賜教,多多指導。
3000W-4000W以上是一個門坎,因為單管做到3000W以上的不多,必須并管這就要求電路的設計,驅動能力,抗干擾能力綜合能力要相當強,余業條件下,搞這個研究是很費時費力和費錢的,燒了錢還不一定搞清楚問題出在哪
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2013-06-19 17:17
祝賀一下,不過整個系統介紹的不多,包括太陽能板,控制器還有電瓶,都啥配置啊。
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gem1024
LV.5
19
2013-06-19 18:50
@斌520
3000W-4000W以上是一個門坎,因為單管做到3000W以上的不多,必須并管這就要求電路的設計,驅動能力,抗干擾能力綜合能力要相當強,余業條件下,搞這個研究是很費時費力和費錢的,燒了錢還不一定搞清楚問題出在哪

 有同感。設想中一個EE85的磁芯能出5000W功率的,但目前我是不太奢望了。

想要5000W以上功率,怎么整呢?

拆了幾只這樣的 變壓器,看看怎么用?

    

 

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dzahz666
LV.1
20
2013-06-19 19:24
@gem1024
 有同感。設想中一個EE85的磁芯能出5000W功率的,但目前我是不太奢望了。想要5000W以上功率,怎么整呢?拆了幾只這樣的 變壓器,看看怎么用? [圖片] [圖片]   
電磁爐變壓器?
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gem1024
LV.5
21
2013-06-25 10:58
@智能大勝
祝賀一下,不過整個系統介紹的不多,包括太陽能板,控制器還有電瓶,都啥配置啊。

現在手頭沒有照片,隨后補上。

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axy888888
LV.3
22
2013-07-07 00:17
@gem1024
現在手頭沒有照片,隨后補上。
同感啊,我的1600W太陽能光伏裝上,半年了,還沒怎么正式工作,花了我很多時間和大元。多交流交流,不是你一個人在戰斗。
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2013-07-07 15:39
@axy888888
同感啊,我的1600W太陽能光伏裝上,半年了,還沒怎么正式工作,花了我很多時間和大元。多交流交流,不是你一個人在戰斗。
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fzboys
LV.3
24
2013-07-07 21:23

恭喜恭喜,我的光伏逆變一直在勉強使用中,三天兩頭的電路保護,可能是過載吧,現在沒空,有空在折騰吧


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tracy65
LV.1
25
2014-12-10 23:26
@fzboys
恭喜恭喜,我的光伏逆變一直在勉強使用中,三天兩頭的電路保護,可能是過載吧,現在沒空,有空在折騰吧
您好,你的光伏板運行MPPT時,如果蓄電池充滿電了怎么處理啊,是關閉光伏板的輸出,只用蓄電池帶負載么?有朋友說蓄電池充滿后,就關閉蓄電池的輸入,只用光伏板帶負載。我怎么覺得只用光伏板無法帶負載啊?光伏板的輸出是非線性的,怎么用它穩DCAC的直流母線電壓呢
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tracy65
LV.1
26
2014-12-10 23:27
@gem1024
帶兩臺空調的電流。DC/DC使用48V供電,輸入電流用兩個75mV分流器并聯,所以,表頭顯示電流要乘于2。[圖片] 
您好,你的光伏板運行MPPT時,如果蓄電池充滿電了怎么處理啊,是關閉光伏板的輸出,只用蓄電池帶負載么?有朋友說蓄電池充滿后,就關閉蓄電池的輸入,只用光伏板帶負載。我怎么覺得只用光伏板無法帶負載?。抗夥宓妮敵鍪欠蔷€性的,怎么用它穩DCAC的直流母線電壓呢
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gem1024
LV.5
27
2014-12-11 17:42
@tracy65
您好,你的光伏板運行MPPT時,如果蓄電池充滿電了怎么處理啊,是關閉光伏板的輸出,只用蓄電池帶負載么?有朋友說蓄電池充滿后,就關閉蓄電池的輸入,只用光伏板帶負載。我怎么覺得只用光伏板無法帶負載???光伏板的輸出是非線性的,怎么用它穩DCAC的直流母線電壓呢

你好,近期因為忙,一直沒有在論壇逗留,昨天看到您的問題。

光伏板是不能直接帶負載的。你可以將它看成是一組乏電的干電池,只不過容量大些而已。

再說說電池充滿沒充滿問題:過去的理論對開口鉛酸蓄電池充滿電的標志是端電壓升到單體2.6-2.7V,這樣的話,48V電池充滿電端電壓就有62.4-64.8V。

若這樣的話電池早就開始析氣了,對于現在普遍使用的閥控鉛酸電池來說是不合適的。

現在閥控鉛酸蓄電池充電開始析氣電壓一般限制在單體2.23V(48V端電壓53.5),但電池其實是沒有充滿的。如果限制充電電壓在這個點(恒壓狀態)電池一直處于浮充狀態,多天后電池也會充滿,但 光伏系統使用的蓄電池不可能有這種狀態。如果不限壓,電池電壓會逐漸升高,電池要析氣并發熱甚至熱失控,過大的電壓變化范圍對逆變器也是個考驗。

限壓充電就避免了這個問題,但這樣就不能發揮光伏板的最大效率,我覺得這是沒有辦法的事。所以有人說過,光伏系統的蓄電池其實是一直處于乏電狀態的,很有道理。對付的辦法就是每隔一段時間對電池進行一次補充電。實際使用中我適當增大了限壓值,其實在每天的使用中電池端電壓升到限壓值的時候也不多或者是時間也不長,對電池也沒有什么影響。

                       個人見解,僅供參考吧。

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gem1024
LV.5
28
2014-12-11 17:54
@gem1024
你好,近期因為忙,一直沒有在論壇逗留,昨天看到您的問題。光伏板是不能直接帶負載的。你可以將它看成是一組乏電的干電池,只不過容量大些而已。再說說電池充滿沒充滿問題:過去的理論對開口鉛酸蓄電池充滿電的標志是端電壓升到單體2.6-2.7V,這樣的話,48V電池充滿電端電壓就有62.4-64.8V。若這樣的話電池早就開始析氣了,對于現在普遍使用的閥控鉛酸電池來說是不合適的?,F在閥控鉛酸蓄電池充電開始析氣電壓一般限制在單體2.23V(48V端電壓53.5),但電池其實是沒有充滿的。如果限制充電電壓在這個點(恒壓狀態)電池一直處于浮充狀態,多天后電池也會充滿,但光伏系統使用的蓄電池不可能有這種狀態。如果不限壓,電池電壓會逐漸升高,電池要析氣并發熱甚至熱失控,過大的電壓變化范圍對逆變器也是個考驗。限壓充電就避免了這個問題,但這樣就不能發揮光伏板的最大效率,我覺得這是沒有辦法的事。所以有人說過,光伏系統的蓄電池其實是一直處于乏電狀態的,很有道理。對付的辦法就是每隔一段時間對電池進行一次補充電。實際使用中我適當增大了限壓值,其實在每天的使用中電池端電壓升到限壓值的時候也不多或者是時間也不長,對電池也沒有什么影響。                       個人見解,僅供參考吧。

目前,我這個逆變器已經安全運行一年多時間了,發電量將近4000度。前一段時間我將H橋MOS管更換為IXFB100N50,(驅動自舉電容換為100UF,適當調整限流)輸出功率已安全達到4500W。但因為后來在DC/DC輸出到后級中間加了共模抑制,到板子上一段線臨時用了4平方,功率到4500W時,線都發熱了。我看還有上升空間,看來EE85還行。

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tracy65
LV.1
29
2014-12-11 22:43
@gem1024
你好,近期因為忙,一直沒有在論壇逗留,昨天看到您的問題。光伏板是不能直接帶負載的。你可以將它看成是一組乏電的干電池,只不過容量大些而已。再說說電池充滿沒充滿問題:過去的理論對開口鉛酸蓄電池充滿電的標志是端電壓升到單體2.6-2.7V,這樣的話,48V電池充滿電端電壓就有62.4-64.8V。若這樣的話電池早就開始析氣了,對于現在普遍使用的閥控鉛酸電池來說是不合適的?,F在閥控鉛酸蓄電池充電開始析氣電壓一般限制在單體2.23V(48V端電壓53.5),但電池其實是沒有充滿的。如果限制充電電壓在這個點(恒壓狀態)電池一直處于浮充狀態,多天后電池也會充滿,但光伏系統使用的蓄電池不可能有這種狀態。如果不限壓,電池電壓會逐漸升高,電池要析氣并發熱甚至熱失控,過大的電壓變化范圍對逆變器也是個考驗。限壓充電就避免了這個問題,但這樣就不能發揮光伏板的最大效率,我覺得這是沒有辦法的事。所以有人說過,光伏系統的蓄電池其實是一直處于乏電狀態的,很有道理。對付的辦法就是每隔一段時間對電池進行一次補充電。實際使用中我適當增大了限壓值,其實在每天的使用中電池端電壓升到限壓值的時候也不多或者是時間也不長,對電池也沒有什么影響。                       個人見解,僅供參考吧。
太感謝了,多謝指點了。我們現在做的離網逆變器,前級是兩個boost。光伏板和蓄電池各接一個,蓄電池用電壓環加電流環控制,以此來穩定后級逆變器的電壓;光伏板通過boost與直流母線相連,通過調整占空比進行最大功率追蹤。我一直在想,如果我的蓄電池充滿電了,如果繼續最大功率追蹤,系統就無法工作了?,F在,知道怎么處理了,太感謝了
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2014-12-12 09:28
好帖!有機會向你學習學習!
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于朋超
LV.2
31
2016-12-12 11:48

5KW離網,搗鼓半個多月終于發電了

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