Už dříve jsem dostal pár dotazů ohledně opravy hybridního měniče. Dnes jsem nahodou narazil na video na YouTube, kde autor projevil zájem se dozvědět více jak fungují části hybridu kolem obousměrného DC-DC měniče. Tak jsem strávil nějaký čas vzpomínáním z mého důkladného reverse engineeringu, vyhrábnutí schématku a popisem. Napadlo mě, že možná tyto informace můžou využít i další. Zapojení jsou v řadě hybridních měničů velmi podobná, částo stejné označení součástek, stejné typy. Mezi nízkonapětovými a vysokonapěťovými verzemi je rozdíl v místě, kde se připojuje výstup MPPT boardu. Následující popis je pro vysokonapěťové verze, kde výstup MPPT boardu je napojený na BUS sběrnici v měniči. Zde je schéma zapojení obousměrného DC-DC měniče, kolem TX1 transformátoru, nízkonapěťových, vysokonapěťových tranzistorů, jejich buzení a řízení:

Když je DC-DC měnič aktivovaný (resp. není blokovaný z control boardu, CN11 pin 6), tak U9 generuje pravidelné řídící pulzy pro můstky na obou stranách TX1. Pulzy jsou symetrické, podle toho, kde je vyšší napětí se energie přesouvá z baterie na BUS sběrnici nebo zpátky. Konverzní poměr DC-DC měniče je 1:8 pro 48V verzi měniče. Tedy má-li baterie 55V je na BUS sběrnici 440V. Tranzistory Q27-Q29 jsou na vysokonapěťové části: BB+ jde pak dále na BUS+ přes L1 (a ještě přes halový proudový senzor) a BB- jde přes další tranzistor (Q31, v některých verzích tam bývají 2 spolu s Q32). Q31 (a Q32 někdy) spolu s D13 a L1 tvoří buck convertor ve směru z BUS na high stranu toho DC-DC měniče. Tím buck convertorem control board (z CN11 pin 5, přes patřičný budič řídí gate Q31 případně i Q32) reguluje nabíjecí proud do baterie, a také zajišťuje přechod z proudového zdroje na napěťovy při dosažení nastaveného nabíjecího napětí baterie (bulk nebo float). Na druhou stranu má Q31 v sobě mezi D-S diodu a vybíjení baterie může procházet přímo přes tuto diodu. Jakmile řídící jednotka na proudovém senzoru detekuje vybíjení z baterie, sepne Q31 (a případně i Q32), aby srazila úbytek napětí na vnitřní diodě mezi D-S a taky zbytečný ztrátový výkon na Q31/Q32. Při nabíjení postupně control board prodlužuje střídu na Q31. Pokud se nedosáhne požadovaného napětí na baterií a není přesáhnutý nastavený maximální nabíjecí proud je Q31 také stále sepnut a buck convertor běží defakto v 1:1 režimu - všechna přebytečná energie se valí přes DC-DC měnič do baterie. Pokud je baterie úplně nabitá, dojde k úplnému vypnutí buzení Q31 a na BUS stoupne napětí na 470V (na PV je nadbytek a zátěž na AC out je menší). Při dosažení těch 470V pak MPPT board (ten co leží obráceně na těch chladičích) zvedne zátěžové napětí PV a sníží tak odebíraný výkon z panelů. Tedy panely zatěžuje jen tolik, kolik je schopen valit do zátěže na AC straně tak, že nedovoluje napětí na BUS jít nad 470V (BUS kapacitory jsou na 500V).
Pin 9 U9 je ground pro ten +12V. CH- je defakto mínus pól baterie za těmi čtyřmi tranzistory Q42-Q45 (samostatný chladič, první u mínus pólu baterie), které fungují jako ochrana proti přepólování baterie. Jsou otevřeny jen když je baterie připojena správně. Jinak nesepnou a měnič zbytečně neodejde přepólováním. CH+ je na kladné straně nízkonapěťových elektrolytů C8, C9 a C12, C13. Na CH+ je připojen kladný pól baterie přes zabudovanou 200A tavnou pojistku (v teto verzi měniče). Typy uvedených tranzistorů se v čase a podle různě výkonných verzí mění. Taky u slabších měničů bývají místo parallelních čtveřic třeba jen trojice a podobně. Ale zapojení, často i označení součástek je stále stejné. Vyrobci si to postupně vyklonovali včetně spousty hodnot součástek

Budící části toho DC-DC měniče se dají pěkně testovat osciloskopem v okamžiku, kdy máš vyndané tranzistory. Testuji to tak, že měnič napájíš zdrojem s omezeným proudem místo baterie, jinak všechny ostatní strany necháš odpojené (AC in, AC out, PV). Po zapnutí vypínače výstupu měniče, nejdříve control board blokuje funkci toho DC-DC měniče a naopak aktivuje obvod pro takzvaný BUS soft start. Postupně se nabíjí ty velké vysokonapěťové kondenzatory (obvykle tam jsou 2 - C40, C41 na 500V). Až dosáhne napětí na těch kondenzátorech cca 8-mi násobku napětí baterie, tak odblokuje DC-DC měnič a vyřadí BUS soft start. U té 48V verze to je tak kolem 2 sekund. Takže když máš vyházené ty vadné tranzistory, nahodíš si sondy osciloskopu mezi G a S a zapneš vypínač. Po chvilce musíš vidět pravidelné kmity o velikosti cca 18V, kladné pro otevření a záporné pro zavření. Těch 18V pro buzení limitují ty mraky zenerek co tam jsou všude okolo těch budících transformátorů TX5, TX6 a TX10, TX11. Důvod proč to je takto je ten, že šetřili a offsetování budících pulzů dělají na těch budících transformátorech, kde to takto pro relativně nízke frekvence stačí (destiky kHz). Každé buzeni G musí být správně posunuto na úroveň patřičného S tranzistoru. Na straně inverze BUS na AC (QA1, QB1, QC1 a QD1), jsou pak specializované budící obvody T350 (pro generování AC sínusovky tam jsou pulzy měnící frekvenci a střídu přesně dle potřeby). Máš-li vyházené alespoň nějaké tranzistory, měnič po zhruba 5 sekundách zjistí, že mu napětí na BUS sběrnici postupně padá a neodpovídá 8-mi násobku baterie a DC-DC měnič zablokuje, pulzy na osciloskopu se zastaví. Na displayi pak ukáže error. Doporučuji si na osciloskopu udělat recording a pak si to prohlédnout zda-li je buzení správně. Vypnutím vypínače a zapnutím to měnič zkusí znova. Takže takto projedeš všechny ty buzení a soustředíš se postupně jen na místa co nefungují. Zcela vyjímečně odejde přímo U9. Většinou to odskáčou části buzení kolem gate, případně ty zenerky. Zatím jsem neviděl, že by odešel i některý budící transformátor. Jinak pokud zjistíš, že odešla jen nějaká část tranzistorů na nízkonapěťové části, vždy měn celou parallélní čtveřici a nejlépe z dodávky v jedné sérii. Potřebují mít co nejpodobnější parametry, jinak se část z parallélně spojených přetěžuje více, postupně odejde a obvykle pak kaskádově shoří další věci okolo. Měnič 5.5kW bežně zatěžuji na 90% kapacity, při rozběhu motorových zátěží jsou i krátkodobé vyšší spouštěcí proudy, měnič po krátkou dobu snese i 11kW zatížení. Na bateriovém vstupu tak jsou normalní špičky jdouci až na 200A. Ty tranzistory to musí snést. Mixem různých tranzistorů se mi zdálo že měnič funguje, ale jakmile se zatížil více tak po krátkém čase odešly znova. Při použiti tranzistorů z jedné série problém není.
Pokud nedojde ani k odblokovani toho DC-DC měniče, tak je chyba buď v BUS soft-startu, ve snímači napětí BUS a baterie, případně nejede ani zdroj napájení pro tu desku a control board. V dnešní zrychlené době moc nevěřím, že někdo dočte tento příspěvek až dokonce, ale když už jsem to jednou aspoň z části sepsal, tak jsem to hodil i sem.