Power Electronics

Источник DC- это серверный UPS DELL EMC 2,2кВт, 250В DC. Он представляет из себя буст с двухобмоточным дросселем в автотрансформаторном включении. Дроссель коммутируют шесть параллельных мосфетов IRFP90N20D, а лишние вольты с их стоков сливаются через диод в емкость и перекачиваются маломощным бустом в нагрузку. Подрегулировав ОС, поднял выходное напряжение до 310В (в перспективе до 350В- конденсаторы выходного фильтра там на 400В). В оригинале UPS работает от 36 вольт, но я запускал его силовую часть и от 12. Схема силовой части:

Индуктивности Tx и T103 на схеме- это тр-ры тока.

Планируется приделать к этому источнику однофазный DC-AC преобразователь для бытового автономного электроснабжения, т.е. 220 вольт 50 Гц...

Перевел методики расчета фильтра из двух приведенных выше статей:
Фильтр TI.pdf - 288 KB
Фильтр 2.pdf - 365 KB
В апоноте от техасских инструментов показан расчет 3-фазного фильтра, в формуле расчета конденсатора, напряжение сети Vgrid = (400/корень из трех). Т.е. если использовать вашу схему дц-ац инвертора (где нагрузка включена между двух LC фильтров), то для однофазной сети надо принять Vgrid = (230/ корень из двух)? И почему у TI в расчетах заложен такой большой (40%) уровень пульсаций?

Напряжение DC шины, при использовании снаббера, должно быть не ниже Vdc = Vgrid * 1.414 / 0.9 = 230 * 1.414 / 0.9 = 362 Вольт

Нет. Для однофазной сети Vgrid = 230 вольт.

Такой уровень пульсации предусмотрен для инверторной индуктивности Linv.

_________________
"Древние украли все наши лучшие идеи!"
- Марк Твен.

0.9- это максимальный коэф. заполнения?

Вопрос про пульсации тока в расчетах техасского апонта возник потому, что в другом апноте с однофазным LCL фильтром, пульсации заложены в 10%. С чем это связано?

Еще вопрос по разнесенным обмоткам дросселя. Возможно ли в стойке вместо большого дросселя с разнесенными обмотками применить два: один небольшой разнесенный, с нужной межобмоточной связью, а последовательно с ним большой неразнесенный с нужной индуктивностью? Мне кажется, что так проще будет подогнать необходимую инд. рассеяния.

Если есть модель, то лучше её и выкладывайте.

Небольшое пояснение. Для нормальной работы снаббера требуется, чтобы ключ был замкнут в течении какого-то минимального времени. В результате заполнение ШИМ меняется не от 0 до 100%, а в более узком диапазоне. Например, если заполнение меняется в диапазоне 5...95%, то формула выше справедлива (полный диапазон ШИМ равен 90%). Если же ШИМ изменяется в диапазоне 10...90% (полный диапазон ШИМ равен 80%), то напряжение питание должно быть не ниже Vdc = Vgrid * 1.414 / 0.8 = 230 * 1.414 / 0.9 = 407 Вольт.

По сути LCL фильтр является двухступенчатым фильтром (LC и L фильтры, включенные последовательно). Исходя из каких-то своих сображений, мы можем выбирать различный уровень ослабления пульсации в каждой ступени. Главное, чтобы гармонический состав на выходе инвертора был в пределах нормы. Обычно требуется, чтобы пульсация тока, вносимая инвертором в сеть не превышала 3% от номинального тока.

Делайте так, как Вам будет удобнее.

_________________
"Древние украли все наши лучшие идеи!"
- Марк Твен.

Ссылка ещё на один информационный источник по расчету LCL фильтра:
LCL Filter Design and Performance Analysis for Grid Interconnected Systems
Здесь также 10% пульсация тока в инверторной индуктивности Linv.
Как уже говорилось ранее, важен конечный эффект фильтра. Однако существует множество соображений, позволяющих выбрать весовую долю каждой части фильтра в подавлении ВЧ гармоник тока. Например, зачастую инвертор работает совместно с низкочастотным разделительным трансформатором. И в этом случае индуктивность рассеяния этого трансформатора может выполнять роль сетевой индуктивности фильтра Lgrid. Однако, в этом случае важно обеспечить такую пульсацию тока в этой индуктивности, которая не приведет к серьезным дополнительным потерям в сердечнике и обмотках низкочастотного разделительного трансформатора. С другой стороны, слишком высокая пульсация тока в инверторной индуктивности также ужесточает требования и усложняет конструкцию этой индуктивности. Но с другой стороны, стремление к низкому уровню пульсации тока в Linv приводит к увеличению габаритов этой индуктивности. Короче возникает куча проблем, методы разрешения которых невозможно расписать в нескольких форумных сообщениях. Об этом пишут книги. Однако, самодельщиков обычно устраивает надежно работающее, а не оптимальное решение. В этом плане проще остановиться на варианте расчета, где предполагается 10% пульсация тока в инверторной индуктивности Linv.
Так как мостовой инвертор имеет биполяный выход, то элементы фильтра лучше разщепить с целью получения симметричной конфигурации. Пример, как это можно сделать, показан на рисунке.


Здесь, слева к фильтру подключается инвертор, а справа сеть.

_________________
"Древние украли все наши лучшие идеи!"
- Марк Твен.