controllare transistor pwm output

Ciao a tutti, vi scrivo perchè sto impazzendo nel cercare la soluzione ad un problema che per moli di voi sarà banale :fearful: :fearful:
vorrei modulare un'uscita pwm di ARDUINO per azionare un'inverter che dovrà funzionare a 50 hz (di rete).
in poche parole, ammesso che l'idea che ho in mente sia corretta e realizzabile, ho bisogno di generare un profilo pwm col duty cycle rapidamente variabile da mandare ad un driver per igbt.
Il progetto completo prevede un sistema di batterie che erogano circa 24V, vorrei realizzare un'inverter a bassa tensione e collegare in uscita un trafo step-up per poter così interfacciare carichi da rete convenzionale.

il dubbio che mi resta è legato alla correttezza della soluzione, in quanto a livello didattico si avrebbe bisogno di un segnale portante ed uno modulante, ma siamo sempre da capo =(.. cioè la mia scarsa familiarità con i microcontrollori mi limita anche qui!.. come si genera un uscita sinusoidale (controllata in frequenza e ampiezza)(per la modulante)? o la portante come la faccio?

vi ringrazio per la pazienza.. ciao a tutti

Un buon consiglio da amico: Comprati un inverter. Funziona meglio e non perdi un sacco di tempo per fare qualcosa che non funziona bene.

Senza volerti offendere: Giá che fai queste domande significa che non hai le idee chiare come fare e percui non hai le conoscenze per realizzare l' inverter.
Devi pensare che il PWM devi variarlo anche in funzione della potenza erogata sui 230V. Senza retroazione non funziona.

I PWM non si modulano in ampiezza perché per farlo disiperesti troppa potenza sui Transistori di potenza che da una parte si riscalderebbero tanto e dall'altra parte peggiorerebbe molto il rendimento.

Ciao Uwe

cille87:
Ciao a tutti, vi scrivo perchè sto impazzendo nel cercare la soluzione ad un problema che per moli di voi sarà banale :fearful: :fearful:
vorrei modulare un'uscita pwm di ARDUINO per azionare un'inverter che dovrà funzionare a 50 hz (di rete).
in poche parole, ammesso che l'idea che ho in mente sia corretta e realizzabile, ho bisogno di generare un profilo pwm col duty cycle rapidamente variabile da mandare ad un driver per igbt.
Il progetto completo prevede un sistema di batterie che erogano circa 24V, vorrei realizzare un'inverter a bassa tensione e collegare in uscita un trafo step-up per poter così interfacciare carichi da rete convenzionale.

il dubbio che mi resta è legato alla correttezza della soluzione, in quanto a livello didattico si avrebbe bisogno di un segnale portante ed uno modulante, ma siamo sempre da capo =(.. cioè la mia scarsa familiarità con i microcontrollori mi limita anche qui!.. come si genera un uscita sinusoidale (controllata in frequenza e ampiezza)(per la modulante)? o la portante come la faccio?

vi ringrazio per la pazienza.. ciao a tutti

da esperimenti fatti da me in prima persona ho provato a far auto oscillare un relè per alternare l'alimentazione di una batteria, e lo fatto erogare direttamente a un trasformatore con il quale ho accesso un neon, se eroghi una forma quadra di 50 hz con un transistor di potenza ti mancherebbe la semi onda negativa e quindi molti elettrodomestici non funzioneranno, dovresti riuscire a creare una semi onda negativa niente di cosi incredibile ma fattibile con 2 transistor.

http://www.arivigevano.net/images/12vA.jpg eccoti lo schema prendi in esame solo la parte finale il 4047 no basta mettere arduino sicuramente riuscirai a farlo funzionare facce sapè :slight_smile:

da esperimenti fatti da me in prima persona ho provato a far auto oscillare un relè per alternare l'alimentazione di una batteria, e lo fatto erogare direttamente a un trasformatore con il quale ho accesso un neon, se eroghi una forma quadra di 50 hz con un transistor di potenza ti mancherebbe la semi onda negativa e quindi molti elettrodomestici non funzioneranno, dovresti riuscire a creare una semi onda negativa niente di cosi incredibile ma fattibile con 2 transistor.

Iz2rpn stai facendo un errore.
Se piloti un trasformatore con un segnale rettangolare di 50Hz sul secondario non escono un segnale rettangolare solo positivo.
Il trasformatore sul secondario genera una tensione proporzionale sl cambio di flusso magnetico del nucleo. Il flusso magnetico é proporzionale alla corrente/tesione del avvolgimento primario. Se lo piloti con un segnale rettangolare hai come uscita due impulsi molto alti e brevi. Uno positivo in coincidenza del fianco L-H del segnale rettangolare e il secondo impulso negativo in corrispondenza del fianco H-L.

Il trucco nei alimentatori switching é che hanno trasformatori con una fessura di aria.

Ciao Uwe

scusa il tuo è uno studio o ti serve realmente un inverter per carichi resistivi tipo lampade ad incandescenza ?
(cmq funziona bene anche per il PC di casa)

la realizzazione di un inverter onda quadra 50Hz è semplicissima e non vedo la necessità di usare arduino
ti bastano 2 mosfet e un trasformatore bifilare, e un sg3525, nulla di più semplice.

Tieni presente che se alimenti a 24volt ti conviene usare un 7812 al posto della resistenza per alimentare l'SG3525 e come mosfet usa RFP70N06 se vuoi potenze elevate > di 200W.
per il trasformatore usa un bifilare con primario 24+24 e secondario 230/240 volt 300VA...

se invece vuoi realizzare un inverter di tipo sinusoidale 50Hz la questione si complica e di tanto poichè dovresti avere intanto un ponte H con 4 mosfet o igbt e pilotarli in modo opportuno.
poi avresti di bisogno dei driver per i 4 rami del ponte...
inoltre con l'arduino dovresti generare le modulazioni PWM attraverso una tabella di valori seno tra 0 e 360° opportunamente normalizzati e pilotare alternativamente con questi segnali i mosfet del ponte H.........
in uscita dovresti avere un filtro passa basso LC, protezioni contro corto-circuiti e sovraccarichi .... insomma non è una passeggiata.

questa è una spiegazione proprio terra terra... per farti capire un tantino le problematiche.

Comunque l'oggetto rimane fattibilissimo, io ne ho realizzati fino a 40 KVA utilizzando proprio micro della serie atmega.

Un consiglio.... per un principiante non è assolutamente semplice.... compralo, costano anche poco.

grazie mille per le risposte!

spiego meglio la mia situazione.. sono uno studente magistrale di ing. elettrica e di inverter ne capisco abbastanza, ma dalla teoria alla pratica c'è un abisso. L'altro problema è che sono in tesi in una piccola azienda e devo progettare e costruire un apparato così composto: ingresso pannelli fotovoltaici - inseguitore mppt - convertitore dc/dc per ricarica di accumulatori (due batterie da 12V in serie) - inverter con in uscita i canonici 230v 50hz e in ditta nessuno ha le competenze per aiutarmi.

ho progettato e costruito un prototipo del primo blocco (regolatore di carica con mppt) e per la gestione dello stesso uso ARDUINO UNO. Ora devo fare l'inverter e 'raffinare' un po' tutto il circuito.

mi rendo conto che non sia semplicissimo, ma intano sarebbe già qualcosa riuscire a fare una versione anche un po' grezza del circuito.

Non voglio che voi facciate il 'lavoro sporco' per me, ma ho bisogno di un punto di partenza (un progetto funzionante) per avere una 'fonte di ispirazione'.

quindi grazie ancora a tutti voi che avete risposto e quelli che lo faranno! vi terrò aggiornati! :wink:

Ma devi proprio costruire l' inverter da te? Non puoi usare uno comerciale? Se il sistema andrebbe in serie useresti anche componenti di terzi.
Ciao Uwe

Sto guardando gli schemi che mi ha linkato Iz2rpn e sono interessanti.. purtroppo temo di doverlo fare e di non poter collegarci un inverter commerciale..

uwefed:

da esperimenti fatti da me in prima persona ho provato a far auto oscillare un relè per alternare l'alimentazione di una batteria, e lo fatto erogare direttamente a un trasformatore con il quale ho accesso un neon, se eroghi una forma quadra di 50 hz con un transistor di potenza ti mancherebbe la semi onda negativa e quindi molti elettrodomestici non funzioneranno, dovresti riuscire a creare una semi onda negativa niente di cosi incredibile ma fattibile con 2 transistor.

Iz2rpn stai facendo un errore.
Se piloti un trasformatore con un segnale rettangolare di 50Hz sul secondario non escono un segnale rettangolare solo positivo.
Il trasformatore sul secondario genera una tensione proporzionale sl cambio di flusso magnetico del nucleo. Il flusso magnetico é proporzionale alla corrente/tesione del avvolgimento primario. Se lo piloti con un segnale rettangolare hai come uscita due impulsi molto alti e brevi. Uno positivo in coincidenza del fianco L-H del segnale rettangolare e il secondo impulso negativo in corrispondenza del fianco H-L.

Il trucco nei alimentatori switching é che hanno trasformatori con una fessura di aria.

Ciao Uwe

la tua teoria e fantastica e precisa, ma la pratica dice ben altro, quello schema funziona e io ho alimentato apparati di bassa potenza con una batteria di auto senza problemi, ho potuto notare che ci sono elettrodomestici, tv lcd per esempio che spesso non si accendono o vanno in mal funzionamento e qui entra in gioco quello che dici tu, questo e dovuto anche per il fatto che un onda quadra ha armoniche infinite, dipende dai casi, se aumenti la frequenze e cerchi di accendere un lampadina a filamento rotto fa effetti pirotecnici hahahah, occhio però con l'alta tensione fate molta attenzione, anche io cmq sono d'accordo con il nostro amico Uwe sul fatto di acquistare un inverte commerciale, per un inverte a onda sinusoidale se lo fanno pagare bene http://www.energiasolare100.it/inverter-onda-sinusoidale-pura-c-4_13.html

cmq potresti pensare a questo: http://www.webalice.it/crapellavittorio/labo/win.html e avresti un generatore perfetto sinusoidale cosi uwe non mi cazzia più hahahahah scherzo :slight_smile:

Quì c'è un generatore di segnali con arduino Arduino simple signal generator

tonid:
Quì c'è un generatore di segnali con arduino Arduino simple signal generator

nn ha la semi onda negativa e solo positivo :slight_smile:

Non ho guardato a fondo sinceramente ma se cercava una soluzione con arduino quella poteva esserne una...

tonid:
Non ho guardato a fondo sinceramente ma se cercava una soluzione con arduino quella poteva esserne una...

Tonid il fatto di far funzionare arduino come generatore di funzioni lo ritengo utile e per questo ti ringrazio non chè mi tengo il link per esperimenti futuri, ma ha il problema della semi onda negativa :slight_smile:

Non mi è mai venuto in mente di fare un inverter e mai mi sono interessato alla cosa ma leggendo questo topic mi inizio a domandare....

Tonid il fatto di far funzionare arduino come generatore di funzioni lo ritengo utile e per questo ti ringrazio non chè mi tengo il link per esperimenti futuri, ma ha il problema della semi onda negativa

Il fatto dell'onda negativa che manca credo si possa risolvere mettendoci un opamp ma mi domando se potrebbe essere fattibile a livello teorico,secondo voi,andare a pilotare uno stadio di potenza in classe AB(tramite driver) utilizzando dei mosfet che a loro volta vanno ad un capo del trasformatore il cui primario a es.12v ha un solo avvolgimento(senza presa centrale) e l'altro capo va a gnd....ovviamente per fare ciò serve anche quì una massa fittizia....Potrebbe essere possibile la cosa ??

@tonid,
@cille87,
che tipo di inverter deve essere, and onda quadra, ad onda quadra corretta, sinusoidale, o sinusoidale pura? --- il carico è di tipo resistivo o induttivo?

dalla modalità e forma d'onda cambia moltissimo il tipo di driver di potenza, il pilotaggio a partire dal micro i filtri LC in uscita.
con un micro avr sono fattibili tutti i modelli sopra menzionati.

tonid:
Non mi è mai venuto in mente di fare un inverter e mai mi sono interessato alla cosa ma leggendo questo topic mi inizio a domandare....

Tonid il fatto di far funzionare arduino come generatore di funzioni lo ritengo utile e per questo ti ringrazio non chè mi tengo il link per esperimenti futuri, ma ha il problema della semi onda negativa

Il fatto dell'onda negativa che manca credo si possa risolvere mettendoci un opamp ma mi domando se potrebbe essere fattibile a livello teorico,secondo voi,andare a pilotare uno stadio di potenza in classe AB(tramite driver) utilizzando dei mosfet che a loro volta vanno ad un capo del trasformatore il cui primario a es.12v ha un solo avvolgimento(senza presa centrale) e l'altro capo va a gnd....ovviamente per fare ciò serve anche quì una massa fittizia....Potrebbe essere possibile la cosa ??

la base e quella ma come dice cyclone si deve progettare in base a quello che si vuole fare, usando un oscillatore sinusoidale si risolve il problema economicamente, ma non è il top.

l'oscillatore sinusoidale analogico non serve per la realizzazione di un inverter sinusoidale..... serve altro.
anticamente, parlo degli anni 80/90 quando quasi tutto si faceva ancora con componenti discreti con il generatore sinusoidale si modulava una portante ad onda quadra regolandone il duty-cycle e si ottenva il classico PWM che si usava per pilotare i transistori di potenza del ponte.

Oggi negli inverter sinusoidali viene fatto tutto in modo digitale e le forme d'onda vengono prodotte attraverso sintesi digitale.

@tonid,
@cille87,
che tipo di inverter deve essere, and onda quadra, ad onda quadra corretta, sinusoidale, o sinusoidale pura? --- il carico è di tipo resistivo o induttivo?

dalla modalità e forma d'onda cambia moltissimo il tipo di driver di potenza, il pilotaggio a partire dal micro i filtri LC in uscita.
con un micro avr sono fattibili tutti i modelli sopra menzionati.

Non so che tipo di onda volesse usare ,mi sarebbe però piaciuto approfondire la cosa,vista la mia ignoranza in materia,sui criteri di progettazione da seguire per avere un'onda sinusoidale pura in uscita,dico pura intendendo che rispetta il valore del seno in funzione dei gradi.....Negli amplificatori car-audio utilizzano ad esempio integrati tipo SG3525 che sono dei driver dove oltre a impostare l'oscillazione dell'onda quadra si può regolare il tempo morto e poi si pilotano solitamente mosfet utilizzati come interruttore che vanno ad un toroide con un basso numero di spire (tipo 3/4/5)ed a presa centrale e anche se in maniera molto superficiale ho più o meno afferrato il concetto ma se dovessi partire da una sinusoide ho un po di confusione e pensavo che il concetto del post di prima potesse essere giusto...

l' SG3524 come pure SG3525 sono chippetti indicati per realizzare inverter di media potenza con la possibilità di controreazionare negativamente la tensione d'uscita.
Il controllo a loop chiuso permette una regolazione del duty-cycle della forma d'onda quadra così da tenere stabile la tensione d'uscita efficace al variare del carico sul trasformatore.
Nelle versioni car l'inverter è di tipo ad onda quadra DC/DC e la frequenza a cui lavorano i mosfet è superiore alla freq massima udibile > 40/100 Khz.