Zvýšení účinnosti, modifikace malých on-grid střídačů

[solárník]

Zabýval se tím někdy tady někdo?

Koukal jsem, co se týče malých síťových střídačů, tak čínské z ebay mají většinou účinnost dost malou, okolo 85-87%. Párkrát jsem to zkoumal při opravách a je to dané poměrně zastaralou koncepcí výstupního můstku se čtyřmi IGBT tranzistory nebo MOSFETy.

Asi nejlepší účinnost z malých "kočiček" mají Involar mikroinvertory, které pod vlastní značkou prodává i4wifi, tam udávají účinnost přes 95%. Nedávno se mi dostal do ruky jeden spálený, tak jsem ho zvědavě rozebral. Moc zatím nechápu, jak to mohlo odejít, protože tak obsáhlé ochrany proti přepětí jsem ještě neviděl, pořád to zkoumám, odešel jeden MOSFET a dva varistory a vestavěné dvě pojistky to nezachránily, odešly obě dvě. Jó přepětí je svinstvo.

Nicméně jsem si všiml, že na přifázování k síti používají nejmodernější verzi koncového H můstku se dvěma MOSFETy, které mají naproti ve větvích dva tyristory. Tam ta ztráta bude téměř poloviční oproti klasickému zapojení. Tak mne napadlo předělat nějaký síťový střídač taky tak - vyměnit dva koncáky v H můstku za dva tyristory s odpovídajícím řízením. Přeci jen skok v účinnosti z 87 na nějakých 94 procent by stál za to. Nedělal tu někdo podobné pokusy? Abych nevařil z vody, kdyby o tom už někdo něco věděl, nebo přemýšlel...

[tomas]

Nevím jak ty malé střídače, ale ty větší a novější i 3 fázové používají víceúrovňové můstky. Obrázek 4 zde:
http://www.electronicproducts.com/Power ... 5iT3lRBsmI
Třeba používáme Danfossy TLX a ty mají účinnost až 98%:
http://www.danfoss.com/NR/rdonlyres/DBA ... 48_WEB.pdf

S tyristorem jsem ještě střídač neviděl, nevím jak by udělali tyristorem sinusovku.
Můžeš to prosím tě nakreslit?

[solárník]

Viz obrázek přímo z originálního dokumentu výrobce.

Malé střídače jsou většinou na malé vstupní napětí rovné přímo napětí jednotlivého panelu nebo paralelního stringu.

Na vstupu je napětí vyfiltrováno a akumulováno na vstupním kondenzátoru Cin.

Pak pokračuje do napětí zvyšujícího měniče, který zároveň moduluje amplitudu vysokofrekvenčních kmitů na výstupu (zas tak vysoká frekvence střídače nebývá, okolo 100kHz), která je fázově zavěšena na sinusovce v síti. Na výstupu měniče je tedy průběh, zobrazený uprostřed obrázku. Součástí měniče je i usměrňovač na jeho výstupu, většinou z rychlých, nebo Schottky diod.

Zmiňovaný průběh je LC filtrem vyfiltrován na něco, co by se dalo nazvat od pohledu jako dvoucestně usměrněný střídavý proud se shodnou fází jako síť a s amplitudou převyšující napětí v síti.

Tenhle průběh je pak už jen koncovým H-můstkem "nastřídán" na síť a to tak, že po jednu půlvlnu vodí křížem jeden tyristor a jeden mosfet a v druhé půlvlně se otevře druhý mosfet a tyristor. Čili pouze v podstatě koncový H-bridge přistřídává polaritu vyfiltrovaného signálu z měniče přímo k síti.

Ztráty vznikají jednak v samotném střídači, pak v usměrňovači na výstupu, v LC filtru a konečně v koncovém H-můstku. Podle datasheetu má uvedené zapojení v Involarech, jak už jsem psal, účinnost přes 95%. Což je znatelně lepší, než čínská GTI na ebay, která mají velmi podobné zapojení. Nebylo by tedy složité taková GTI optimalizovat a dosáhnout podobných výsledků.

Třeba 1200W PowerJack má účinnost pod 85%, tedy pro představu by se dalo říct, že vyhřeje při plném výkonu 200W!! To už je docela mazec. Tam už by jakákoli úprava udělala velký rozdíl. Vevnitř je při provozu tak horký, že odkapává hmota z tepelné lepící pistole, kterou jsou zafixovány cívky výstupního filtru. Viděl jsem ho po roce provozu a v podstatě byla vevnitř všechna fixační hmota odkapaná na spodní stranu skříňky .

[solárník]

Tak mi to nedalo a zkusil jsem si to spočítat na tom Powerjacku 1200W a zjišťuji, že tam mají někde asi pěknou botu v zapojení. Něco nefunguje dobře, odhaduji to buď na špatně navržený filtr, nebo chybné buzení koncových IGBT. protože mi vychází, že při správné funkci by to s použitými součástkami mělo mít ztráty

max 35W na můstkovém usměrňovači za měničem
max 20W na koncovém H můstku
plus další menší ztráty v měniči a filtrech
což dělá 1200/12,55=95,6% účinnost (mínus ty další ztráty).

Což je sakra odlišné od reálné ztráty cca 200W. Takže zas soudruzi v Číně něco pomrvili, někde okopírovali a nerozumí tomu, nebo tak podobně. Takže prostor na zlepšování i při zachování současných součástek je asi hodně velký.

Ostatní GTI z ebay na tom budou asi podobně, i když ten PowerJack jsem vybral jako vyloženě odstrašující případ. Ten má účinnost (i spolehlivost) asi nejhorší. Od téhle firmy rozhodně nic nekupujte!