సౌర ఇన్వర్టర్ యొక్క సూత్రం మరియు అనువర్తనం

ప్రస్తుతం, చైనా యొక్క కాంతివిపీడన విద్యుత్ ఉత్పత్తి వ్యవస్థ ప్రధానంగా DC వ్యవస్థ, ఇది సౌర బ్యాటరీ ద్వారా ఉత్పత్తి చేయబడిన విద్యుత్ శక్తిని ఛార్జ్ చేస్తుంది మరియు బ్యాటరీ నేరుగా లోడ్‌కు శక్తిని అందిస్తుంది. ఉదాహరణకు, వాయువ్య చైనాలోని సౌర గృహ లైటింగ్ వ్యవస్థ మరియు గ్రిడ్‌కు దూరంగా ఉన్న మైక్రోవేవ్ స్టేషన్ విద్యుత్ సరఫరా వ్యవస్థ అన్నీ DC వ్యవస్థ. ఈ రకమైన వ్యవస్థ సాధారణ నిర్మాణం మరియు తక్కువ ఖర్చును కలిగి ఉంటుంది. ఏదేమైనా, వేర్వేరు లోడ్ DC వోల్టేజ్‌ల (12V, 24V, 48V, మొదలైనవి) కారణంగా, వ్యవస్థ యొక్క ప్రామాణీకరణ మరియు అనుకూలతను సాధించడం కష్టం, ముఖ్యంగా పౌర శక్తి కోసం, చాలా ఎసి లోడ్లు DC శక్తితో ఉపయోగించబడతాయి. ఫోటోవోల్టాయిక్ విద్యుత్ సరఫరా ఒక వస్తువుగా మార్కెట్‌లోకి ప్రవేశించడానికి విద్యుత్తును సరఫరా చేయడం కష్టం. అదనంగా, కాంతివిపీడన విద్యుత్ ఉత్పత్తి చివరికి గ్రిడ్-కనెక్ట్ చేయబడిన ఆపరేషన్‌ను సాధిస్తుంది, ఇది పరిపక్వ మార్కెట్ నమూనాను అవలంబించాలి. భవిష్యత్తులో, ఎసి ఫోటోవోల్టాయిక్ విద్యుత్ ఉత్పత్తి వ్యవస్థలు కాంతివిపీడన విద్యుత్ ఉత్పత్తికి ప్రధాన స్రవంతిగా మారతాయి.
ఇన్వర్టర్ విద్యుత్ సరఫరా కోసం ఫోటోవోల్టాయిక్ విద్యుత్ ఉత్పత్తి వ్యవస్థ యొక్క అవసరాలు

ఎసి పవర్ అవుట్పుట్ ఉపయోగించి ఫోటోవోల్టాయిక్ విద్యుత్ ఉత్పత్తి వ్యవస్థ నాలుగు భాగాలను కలిగి ఉంటుంది: కాంతివిపీడన శ్రేణి, ఛార్జ్ మరియు ఉత్సర్గ నియంత్రిక, బ్యాటరీ మరియు ఇన్వర్టర్ (గ్రిడ్-కనెక్ట్ చేయబడిన విద్యుత్ ఉత్పత్తి వ్యవస్థ సాధారణంగా బ్యాటరీని ఆదా చేస్తుంది), మరియు ఇన్వర్టర్ కీలక భాగం. కాంతివిపీడన ఇన్వర్టర్లకు ఎక్కువ అవసరాలు ఉన్నాయి:

1. అధిక సామర్థ్యం అవసరం. ప్రస్తుతం సౌర ఘటాల అధిక ధర కారణంగా, సౌర ఘటాల వాడకాన్ని పెంచడానికి మరియు సిస్టమ్ సామర్థ్యాన్ని మెరుగుపరచడానికి, ఇన్వర్టర్ యొక్క సామర్థ్యాన్ని మెరుగుపరచడానికి ప్రయత్నించడం అవసరం.

2. అధిక విశ్వసనీయత అవసరం. ప్రస్తుతం, కాంతివిపీడన విద్యుత్ ఉత్పత్తి వ్యవస్థలు ప్రధానంగా మారుమూల ప్రాంతాలలో ఉపయోగించబడతాయి మరియు అనేక విద్యుత్ కేంద్రాలు గమనింపబడవు మరియు నిర్వహించబడతాయి. దీనికి ఇన్వర్టర్ సహేతుకమైన సర్క్యూట్ నిర్మాణం, కఠినమైన భాగం ఎంపికను కలిగి ఉండాలి మరియు ఇన్వర్టర్ ఇన్పుట్ డిసి ధ్రువణత కనెక్షన్ రక్షణ, ఎసి అవుట్పుట్ షార్ట్ సర్క్యూట్ రక్షణ, వేడెక్కడం, ఓవర్లోడ్ రక్షణ వంటి వివిధ రక్షణ విధులను కలిగి ఉండాలి.

3. విస్తృత శ్రేణి అనుసరణను కలిగి ఉండటానికి DC ఇన్పుట్ వోల్టేజ్ అవసరం. బ్యాటరీ యొక్క టెర్మినల్ వోల్టేజ్ లోడ్ మరియు సూర్యకాంతి యొక్క తీవ్రతతో మారుతుంది కాబట్టి, బ్యాటరీ బ్యాటరీ వోల్టేజ్‌పై బ్యాటరీ ముఖ్యమైన ప్రభావాన్ని కలిగి ఉన్నప్పటికీ, బ్యాటరీ యొక్క మిగిలిన సామర్థ్యం మరియు అంతర్గత నిరోధకత యొక్క మార్పుతో బ్యాటరీ వోల్టేజ్ హెచ్చుతగ్గులకు లోనవుతుంది. ముఖ్యంగా బ్యాటరీ వృద్ధాప్యం అయినప్పుడు, దాని టెర్మినల్ వోల్టేజ్ విస్తృతంగా మారుతుంది. ఉదాహరణకు, 12 V బ్యాటరీ యొక్క టెర్మినల్ వోల్టేజ్ 10 V నుండి 16 V వరకు మారవచ్చు. దీనికి ఇన్వర్టర్ ఒక పెద్ద DC వద్ద పనిచేయడం అవసరం ఇన్పుట్ వోల్టేజ్ పరిధిలో సాధారణ ఆపరేషన్‌ను నిర్ధారిస్తుంది మరియు AC అవుట్పుట్ వోల్టేజ్ యొక్క స్థిరత్వాన్ని నిర్ధారిస్తుంది.

4. మీడియం మరియు పెద్ద-సామర్థ్యం గల కాంతివిపీడన విద్యుత్ ఉత్పత్తి వ్యవస్థలలో, ఇన్వర్టర్ విద్యుత్ సరఫరా యొక్క ఉత్పత్తి తక్కువ వక్రీకరణతో సైన్ వేవ్ అయి ఉండాలి. ఎందుకంటే మధ్యస్థ మరియు పెద్ద-సామర్థ్యం గల వ్యవస్థలలో, చదరపు తరంగ శక్తిని ఉపయోగిస్తే, అవుట్పుట్లో ఎక్కువ హార్మోనిక్ భాగాలు ఉంటాయి మరియు అధిక హార్మోనిక్స్ అదనపు నష్టాలను కలిగిస్తాయి. అనేక కాంతివిపీడన విద్యుత్ ఉత్పత్తి వ్యవస్థలు కమ్యూనికేషన్ లేదా ఇన్స్ట్రుమెంటేషన్ పరికరాలతో లోడ్ చేయబడతాయి. పరికరాలకు పవర్ గ్రిడ్ నాణ్యతపై ఎక్కువ అవసరాలు ఉన్నాయి. మీడియం మరియు పెద్ద-సామర్థ్యం గల ఫోటోవోల్టాయిక్ విద్యుత్ ఉత్పత్తి వ్యవస్థలు గ్రిడ్‌కు అనుసంధానించబడినప్పుడు, పబ్లిక్ గ్రిడ్‌తో విద్యుత్ కాలుష్యాన్ని నివారించడానికి, సైన్ వేవ్ కరెంట్‌ను అవుట్పుట్ చేయడానికి ఇన్వర్టర్ కూడా అవసరం.

ఇన్వర్టర్ డైరెక్ట్ కరెంట్‌ను ప్రత్యామ్నాయ కరెంట్‌గా మారుస్తుంది. ప్రత్యక్ష ప్రస్తుత వోల్టేజ్ తక్కువగా ఉంటే, ప్రామాణిక ప్రత్యామ్నాయ ప్రస్తుత వోల్టేజ్ మరియు ఫ్రీక్వెన్సీని పొందటానికి ప్రత్యామ్నాయ ప్రస్తుత ట్రాన్స్ఫార్మర్ ద్వారా ఇది పెంచబడుతుంది. పెద్ద-సామర్థ్యం గల ఇన్వర్టర్ల కోసం, అధిక DC బస్ వోల్టేజ్ కారణంగా, వోల్టేజ్‌ను 220V కి పెంచడానికి ఎసి అవుట్‌పుట్‌కు సాధారణంగా ట్రాన్స్ఫార్మర్ అవసరం లేదు. మీడియం మరియు చిన్న-సామర్థ్యం గల ఇన్వర్టర్లలో, DC వోల్టేజ్ 12V వంటివి తక్కువ, 24V కోసం, బూస్ట్ సర్క్యూట్ రూపకల్పన చేయాలి. మధ్యస్థ మరియు చిన్న-సామర్థ్యం ఇన్వర్టర్లలో సాధారణంగా పుష్-పుల్ ఇన్వర్టర్ సర్క్యూట్లు, పూర్తి-వంతెన ఇన్వర్టర్ సర్క్యూట్లు మరియు అధిక-ఫ్రీక్వెన్సీ బూస్ట్ ఇన్వర్టర్ సర్క్యూట్లు ఉంటాయి. పుష్-పుల్ సర్క్యూట్లు బూస్ట్ ట్రాన్స్ఫార్మర్ యొక్క తటస్థ ప్లగ్‌ను సానుకూల విద్యుత్ సరఫరాకు అనుసంధానిస్తాయి, మరియు రెండు పవర్ ట్యూబ్‌లు ప్రత్యామ్నాయ పని, అవుట్పుట్ ఎసి పవర్, ఎందుకంటే పవర్ ట్రాన్సిస్టర్లు సాధారణ మైదానానికి అనుసంధానించబడి ఉన్నందున, డ్రైవ్ మరియు కంట్రోల్ సర్క్యూట్లు సరళమైనవి కాబట్టి, మరియు ఇది ఒక నిర్దిష్ట లీకేజ్ ఇండక్టెన్స్ కలిగి ఉన్నందున, ఇది షార్ట్-సర్క్యూట్ కరెంట్‌ను పరిమితం చేస్తుంది, ఈ విధంగా సర్క్యూట్ యొక్క రిలబిలిటీని మెరుగుపరుస్తుంది. ప్రతికూలత ఏమిటంటే ట్రాన్స్ఫార్మర్ వినియోగం తక్కువగా ఉంటుంది మరియు ప్రేరక లోడ్లను నడిపించే సామర్థ్యం తక్కువగా ఉంది.
పూర్తి-వంతెన ఇన్వర్టర్ సర్క్యూట్ పుష్-పుల్ సర్క్యూట్ యొక్క లోపాలను అధిగమిస్తుంది. పవర్ ట్రాన్సిస్టర్ అవుట్పుట్ పల్స్ వెడల్పును సర్దుబాటు చేస్తుంది మరియు అవుట్పుట్ ఎసి వోల్టేజ్ యొక్క ప్రభావవంతమైన విలువ తదనుగుణంగా మారుతుంది. సర్క్యూట్లో ఫ్రీవీలింగ్ లూప్ ఉన్నందున, ప్రేరక లోడ్ల కోసం కూడా, అవుట్పుట్ వోల్టేజ్ తరంగ రూపం వక్రీకరించబడదు. ఈ సర్క్యూట్ యొక్క ప్రతికూలత ఏమిటంటే, ఎగువ మరియు దిగువ ఆయుధాల యొక్క శక్తి ట్రాన్సిస్టర్లు భూమిని పంచుకోవు, కాబట్టి ప్రత్యేకమైన డ్రైవ్ సర్క్యూట్ లేదా వివిక్త విద్యుత్ సరఫరాను ఉపయోగించాలి. అదనంగా, ఎగువ మరియు దిగువ వంతెన చేతుల సాధారణ ప్రసరణను నివారించడానికి, ఒక సర్క్యూట్ ఆపివేయబడాలి మరియు తరువాత ఆన్ చేయబడాలి, అనగా, చనిపోయిన సమయాన్ని నిర్ణయించాలి మరియు సర్క్యూట్ నిర్మాణం మరింత క్లిష్టంగా ఉంటుంది.

పుష్-పుల్ సర్క్యూట్ మరియు ఫుల్-బ్రిడ్జ్ సర్క్యూట్ యొక్క అవుట్పుట్ తప్పనిసరిగా స్టెప్-అప్ ట్రాన్స్ఫార్మర్ను జోడించాలి. స్టెప్-అప్ ట్రాన్స్ఫార్మర్ పరిమాణంలో పెద్దది, సామర్థ్యం తక్కువగా మరియు ఖరీదైనది కాబట్టి, పవర్ ఎలక్ట్రానిక్స్ మరియు మైక్రోఎలక్ట్రానిక్స్ టెక్నాలజీ అభివృద్ధితో, రివర్స్ సాధించడానికి అధిక-ఫ్రీక్వెన్సీ స్టెప్-అప్ మార్పిడి సాంకేతికత ఉపయోగించబడుతుంది, ఇది అధిక శక్తి సాంద్రత ఇన్వర్టర్‌ను గ్రహించగలదు. ఈ ఇన్వర్టర్ సర్క్యూట్ యొక్క ఫ్రంట్-స్టేజ్ బూస్ట్ సర్క్యూట్ పుష్-పుల్ నిర్మాణాన్ని అవలంబిస్తుంది, అయితే పని పౌన frequency పున్యం 20kHz కంటే ఎక్కువ. బూస్ట్ ట్రాన్స్ఫార్మర్ అధిక-ఫ్రీక్వెన్సీ మాగ్నెటిక్ కోర్ పదార్థాన్ని అవలంబిస్తుంది, కాబట్టి ఇది పరిమాణం మరియు బరువులో తేలికగా ఉంటుంది. అధిక-ఫ్రీక్వెన్సీ విలోమం తరువాత, ఇది అధిక-ఫ్రీక్వెన్సీ ట్రాన్స్ఫార్మర్ ద్వారా హై-ఫ్రీక్వెన్సీ ప్రత్యామ్నాయ ప్రవాహంగా మార్చబడుతుంది, ఆపై అధిక-వోల్టేజ్ డైరెక్ట్ కరెంట్ (సాధారణంగా 300V కంటే ఎక్కువ) అధిక-ఫ్రీక్వెన్సీ రెక్టిఫైయర్ ఫిల్టర్ సర్క్యూట్ ద్వారా పొందబడుతుంది, ఆపై పవర్ ఫ్రీక్వెన్సీ ఇన్వర్టర్ సర్క్యూట్ ద్వారా విలోమం చేయబడుతుంది.

ఈ సర్క్యూట్ నిర్మాణంతో, ఇన్వర్టర్ యొక్క శక్తి బాగా మెరుగుపరచబడింది, ఇన్వర్టర్ యొక్క నో-లోడ్ నష్టం తదనుగుణంగా తగ్గించబడుతుంది మరియు సామర్థ్యం మెరుగుపడుతుంది. సర్క్యూట్ యొక్క ప్రతికూలత ఏమిటంటే, సర్క్యూట్ సంక్లిష్టంగా ఉంటుంది మరియు పైన పేర్కొన్న రెండు సర్క్యూట్ల కంటే విశ్వసనీయత తక్కువగా ఉంటుంది.

ఇన్వర్టర్ సర్క్యూట్ యొక్క కంట్రోల్ సర్క్యూట్

పైన పేర్కొన్న ఇన్వర్టర్ల యొక్క ప్రధాన సర్క్యూట్లు అన్నీ కంట్రోల్ సర్క్యూట్ ద్వారా గ్రహించాల్సిన అవసరం ఉంది. సాధారణంగా, రెండు నియంత్రణ పద్ధతులు ఉన్నాయి: చదరపు వేవ్ మరియు సానుకూల మరియు బలహీనమైన తరంగం. చదరపు వేవ్ అవుట్‌పుట్‌తో ఇన్వర్టర్ విద్యుత్ సరఫరా సర్క్యూట్ సరళమైనది, తక్కువ ఖర్చుతో కూడుకున్నది, కానీ సామర్థ్యం తక్కువగా ఉంటుంది మరియు హార్మోనిక్ భాగాలలో పెద్దది. . సైన్ వేవ్ అవుట్పుట్ అనేది ఇన్వర్టర్ల అభివృద్ధి ధోరణి. మైక్రోఎలెక్ట్రానిక్స్ టెక్నాలజీ అభివృద్ధితో, పిడబ్ల్యుఎం ఫంక్షన్లతో మైక్రోప్రాసెసర్లు కూడా బయటకు వచ్చాయి. అందువల్ల, సైన్ వేవ్ అవుట్పుట్ కోసం ఇన్వర్టర్ టెక్నాలజీ పరిపక్వం చెందింది.

1. SG3525 ఇంటిగ్రేటెడ్ సర్క్యూట్ల వాడకం మరియు పవర్ FET లను మార్చడం శక్తి భాగాలుగా ఉపయోగించడం సాపేక్షంగా అధిక పనితీరు మరియు ధర ఇన్వర్టర్లను సాధించగలదని ప్రాక్టీస్ నిరూపించబడింది. ఎందుకంటే SG3525 పవర్ FETS సామర్థ్యాన్ని నేరుగా నడిపించే సామర్థ్యాన్ని కలిగి ఉంది మరియు అంతర్గత రిఫరెన్స్ సోర్స్ మరియు ఆపరేషనల్ యాంప్లిఫైయర్ మరియు అండర్ వోల్టేజ్ ప్రొటెక్షన్ ఫంక్షన్‌ను కలిగి ఉంది, కాబట్టి దాని పరిధీయ సర్క్యూట్ చాలా సులభం.

2. ఇన్వర్టర్ కంట్రోల్ ఇంటిగ్రేటెడ్ సర్క్యూట్ సైన్ వేవ్ అవుట్‌పుట్‌తో, సైన్ వేవ్ అవుట్‌పుట్‌తో ఇన్వర్టర్ యొక్క కంట్రోల్ సర్క్యూట్‌ను మైక్రోప్రాసెసర్ నియంత్రించవచ్చు, 80 సి 196 ఎంసి వంటి ఇంటెల్ కార్పొరేషన్ ఉత్పత్తి చేస్తుంది మరియు మోటరోలా కంపెనీ నిర్మిస్తుంది. MI-CRO చిప్ కంపెనీ, మొదలైనవి ఉత్పత్తి చేసిన MP 16 మరియు PI C 16 C 73 ఈ సింగిల్-చిప్ కంప్యూటర్లు బహుళ PWM జనరేటర్లను కలిగి ఉన్నాయి మరియు ఎగువ మరియు ఎగువ వంతెన చేతులను సెట్ చేయగలవు. చనిపోయిన సమయంలో, సైన్ వేవ్ అవుట్పుట్ సర్క్యూట్, 80 సి 196 ఎంసిని గ్రహించడానికి ఇంటెల్ కంపెనీ యొక్క 80 సి 196 ఎంసిని ఉపయోగించండి, సైన్ వేవ్ సిగ్నల్ తరాన్ని పూర్తి చేయడానికి మరియు వోల్టేజ్ స్థిరీకరణను సాధించడానికి ఎసి అవుట్పుట్ వోల్టేజ్‌ను గుర్తించండి.

ఇన్వర్టర్ యొక్క ప్రధాన సర్క్యూట్లో విద్యుత్ పరికరాల ఎంపిక

యొక్క ప్రధాన శక్తి భాగాల ఎంపికఇన్వర్టర్చాలా ముఖ్యం. ప్రస్తుతం, ఎక్కువగా ఉపయోగించిన పవర్ భాగాలలో డార్లింగ్టన్ పవర్ ట్రాన్సిస్టర్లు (బిజెటి), పవర్ ఫీల్డ్ ఎఫెక్ట్ ట్రాన్సిస్టర్లు (మోస్-ఎఫ్ ఇటి), ఇన్సులేటెడ్ గేట్ ట్రాన్సిస్టర్లు (ఐజిబి) ఉన్నాయి. T) మరియు టర్న్-ఆఫ్ థైరిస్టర్ (GTO), మొదలైనవి, చిన్న-సామర్థ్యం గల తక్కువ-వోల్టేజ్ వ్యవస్థలలో ఎక్కువగా ఉపయోగించే పరికరాలు MOS FET, ఎందుకంటే MOS FET తక్కువ ఆన్-స్టేట్ వోల్టేజ్ డ్రాప్ కలిగి ఉంది మరియు అధిక-వోల్టేజ్ మరియు పెద్ద-క్యాపాసిటీ వ్యవస్థలలో IG BT యొక్క స్విచ్చింగ్ ఫ్రీక్వెన్సీని ఉపయోగిస్తారు. ఎందుకంటే మోస్ FET యొక్క ఆన్-స్టేట్ నిరోధకత వోల్టేజ్ పెరుగుదలతో పెరుగుతుంది, మరియు IG BT మీడియం-సామర్థ్యం గల వ్యవస్థలలో ఎక్కువ ప్రయోజనాన్ని ఆక్రమించింది, సూపర్-లార్జ్-సామర్థ్యం (100 kVA పైన) వ్యవస్థలలో, GTO లు సాధారణంగా పవర్ కాంపోనెంట్స్‌గా ఉపయోగించబడతాయి.