Инвертор второго призёра, команды Schneider Electric
Почти два года назад компания Google объявила конкурс Little Box Challenge с призовым фондом 1 миллион долларов на разработку самого эффективного компактного инвертора, преобразующего постоянный ток в переменный. Для победы нужно было создать двухкиловаттный инвертор с удельной плотностью мощности не менее 50 ватт на кубический дюйм (3,05 Вт на см3).
Для сравнения, обычный DC-инвертор для автомобильного прикуривателя обладает плотностью 1-2 ватта на дюйм, а очень дорогие инверторы для солнечных батарей — примерно 5 ватт на кубический дюйм. То есть Google хочет, чтобы кто-то предложил конструкцию, на порядок превышающую характеристики тех, что доступны сейчас.
Поразительно, но победитель Little Box Challenge не только выполнил условия конкурса, но показал гораздо лучший результат. Победителем стала команда фирмы CE+T Power. Опубликовано также техническое описание устройства.
Предложенный инвертор поставляется в корпусе объёмом 225,6 см3 (6,35 х 4,1 х 8,7 см), то есть двухкиловаттный инвертор можно держать в руке. С таким объёмом плотность энергии выходит 8,87 Вт/см3.
Главной технической инновацией в изобретении стало использование транзисторов на основе нитрида галлия (GaN) и очень эффективная система охлаждения.
Нитрид-галлиевые транзисторы обладают уникальными электрическими характеристиками — это большая ширина запрещённой зоны, высокие значения подвижности носителей заряда и их скоростей насыщения, большие коэффициенты теплопроводности и т.д., что обеспечивает создание на их основе приборов с рекордными значениями мощности, напряжения и тока, а также даёт им преимущество перед распространёнными устройствами MOSFET и IGBT. К тому же, транзисторы GaN дешевле в производстве.
Инженерами из команды CE+T Power удалось устранить недостатки нитрид-галлиевых транзисторов — сложность в управлении, чувствительность к электромагнитному шуму и серьёзное падение напряжения при отключении транзистора.
Для эффективного охлаждения все компоненты расположены вокруг кулера. Движение потоков воздуха тщательно просчитано.
Даже форму отверстий в радиаторе специально продумали, чтобы найти компромисс между эффективным охлаждением и минимальным сбором пыли и мусора в отверстиях.
По условиям конкурса, температура корпуса снаружи не должна превысить 60?C. 3D-модели всех радиаторов проверили в симуляторе и выбрали наиболее эффективную форму в виде пчелиных сот.
Грамотный инженерный подход принёс команде CE+T Power заслуженный миллион долларов.
Среди других финалистов конкурса — инвертор команды Schneider Electric (6,1 Вт/см3) и инвертор Virginia Tech (3,7Вт/см3).
Комментарии (85)
ptica_filin
08.03.2016 11:52+12Дизайн в русском языке — это картинки красивые. А у инвертора — конструкция.
lv333
08.03.2016 13:25+1Рискую словить минусов, но все таки задам вопрос — зачем? Может проще конечное устройство запитать от постоянного тока? Если брать электронику, то почти любой импульсный БП можно при минимальных доработках питать постоянкой… Что касается силовых нагрузок, то единственный потребитель которому нужен именно переменный ток, это электродвигатели. И то только потому что они изначально под него сделаны. В общем вопрос состоит в том, зачем преобразовывать вообще?
EmmGold
08.03.2016 13:58+4Рискну предположить, что почти любой импульсный БП можно питать постоянкой без доработок вообще.
radiolok
08.03.2016 19:07При питании постоянным током будет нагружено только одно плечо диодного моста выпрямителя. Если диодный мост не рассчитан на удвоенный ток, то он перегреется и сгорит.
vasimv
08.03.2016 20:31+2Большинство импульсных блоков питания давно уже делают с 110-220 вольт диапазоном, то есть уже сразу рассчитанном на удвоенный ток.
sim2q
08.03.2016 20:47+1зато нет больших пульсаций тока при питании от постоянки (в PFC блоках их тоже меньше конечно)
imihajlov
08.03.2016 14:11+1Для управления мощными синхронными двигателями, например? Или для солнечных батарей и ветряных генераторов?
John_Balag
08.03.2016 14:11+1По той же причине, что и Эдисон проиграл войну токов. Переменку передавать на большие расстояния проще. Постоянку вырабатывают, к примеру, солнечные панели, расположенные в пустыне. А до потребителя переменкой энергию гонят.
Big-Boss
08.03.2016 14:40Ну это как посмотреть:
forca.ru/stati/vl/preimuschestva-postoyannogo-toka-v-vysokovoltnyh-liniyah.html
John_Balag
08.03.2016 16:31+1Если мы говорим про конец 19, начало 20 века, то на том этапе развития технологий проще было передавать переменку. Чтобы получить постоянный ток высокого напряжение, нужно в любом случае преобразовать его в переменку, прогнать через трансформатор и уже потом выпрямить и -> дальше в линию. На тот момент мощных выпрямителей с высоким кпд просто не существовало. + Подсчитайте кпд этой цепочки. Это сейчас есть преобразователи энергии, которые на выходе дают постоянное напряжение. А тогда (да и сейчас) самым рентабельным было крутить синхронный генератор от паровой/гидро турбины, который, в свою очередь давал переменку.
vanxant
08.03.2016 16:26+1Потери в линиях элекртопередач пропорциональны I2, независимо от рода тока. Поэтому чем выше напруга, тем меньше потерь.
Но 220 киловольт, типичные для ЛЭП между городами и электростанциями, в каждую квартиру не заведешь. Да и нет смысла.
А во времена Эдисона переменку было значительно проще преобразовывать (ток/напряжение). Трансформаторы уже были (хоть и далеко на такие мощные), а импульсных потребителей и преобразователей еще нет.Mad__Max
08.03.2016 18:56+1Да, ладно без учета рода тока. Вам пора мат. часть освежить — потери в ЛЭП не только активные (омические) пропорциональные квадрату тока бывают. А на высоких напряжениях и дальних расстояниях на них вообще меньшая часть приходится. И разница между переменным и постоянным тут принципиальная.
vanxant
09.03.2016 00:59Я сознательно не поднимал вопрос косинуса фи, который в теории корректируется (...). Мой коммент вообще не про это.
radiolok
08.03.2016 19:10+1Потери конечно пропорциональны квадрату тока, но:
во-первых, на переменном токе имеет место полное сопротивление провода — т.е. Z = R+jL. Индуктивное сопротивление при этом имеет довольно серьезный вес по сравнению с активным сопротивлением;
во-вторых, на переменном токе при той же активной мощности нагрузки можно с легкостью получить гораздо больший ток — за счет низкого коэффициента мощности — ведь потери считаются по полному току.
в-третьих, на длинных линиях имеют место хоть и несущественные, но таки емкостные токи на землю и соседние проводники.Mad__Max
08.03.2016 21:09+1Еще и 4е. При тех же характеристиках ЛЭП (изоляторы, расстояние между проводами или в случае кабельной ЛЭП — изоляция кабеля) постоянного тока можно использовать более высокое рабочее напряжение.
Т.к. для переменного тока все нужно рассчитывать на амплитудное значение напряжение которое на ~40% выше рабочего. Т.е. ЛЭП/кабель например на 220 кВ в реальности должен быть рассчитан на напряжения >300 кВ. В случае постоянного тока где амплитудное значение = рабочему по такой ЛЭП можно уже сразу 300 кВ и пустить вместо 220 кВ. И снизить не только индуктивные и емкостные потери (за счет собственно перехода от переменного к постоянному), но еще и активные — т.к. увеличив напряжение снижаем квадрат тока и активные потери без дополнительных затрат на саму ЛЭП. Ну либо повышаем передаваемую мощность при сохранении прежнего уровня потеть.
AntonSor
08.03.2016 21:15ИМХО все равно там на предельных напряжениях никто не работает, запас какой-то должен быть на всякий случай, хотя бы полуторакратный
Mad__Max
09.03.2016 23:37Ну запас какой-то конечно в любом случае делается и на него свои нормативы есть, на теоретическом пределе никто на практике не работает и это не только ЛЭП касается.
Вопрос от какого уровня его отсчитывать — для постоянки 220 кВ запас нужно откладывать собственно от 220 кВ. А для 220 кВ переменного запас откладывать нужно уже от ~310 кВ, т.к именно такого уровня напряжение в пике достигает по 100 раз каждую секунду.
Nubus
09.03.2016 06:13+1В 5х, тут возникает другая проблема, пробой или дуга переменного тока сама гаснет при смене фазы, пробой же изоляции постоянным током на таком напряжении погаснуть не сможет и выгорит большая часть того что может гореть. Те же реле которые расчитаны на 220 переменного тока обычно расчитаны на разы меньшее напряжение постоянного. Там есть свои особенности.
ivlis
09.03.2016 08:53Индуктивное сопротивление на то и индуктивное (и мнимое), что сохраняет энергию, так что оно как бы и не сопротивление вообще.
wbnet
08.03.2016 14:20Возможно проблема в том, что уже изготавливаемые устройства к этому не готовы?
Вообще на сайте проекта указано «зачем»:
«The problem is household inverters are too big — roughly the size of a picnic cooler. Making them smaller would enable more solar-powered homes, more efficient distributed electrical grids, and could help bring electricity to the most remote parts of the planet.
That's where you come in: figure out how to shrink an inverter down to something smaller than a small laptop (a reduction of > 10? in volume) and smaller than everyone else, and you'll win a million dollars (and help revolutionize electricity for the next century).» — https://www.littleboxchallenge.com/#what-is-it
radiolok
08.03.2016 19:04+5- Конкурс изначально предполагался для создания инверторов для солнечных панелей, способных преобразовывать постоянный ток с нестабилизированным напряжением от солнечных панелей в переменный ток промышленной частоты.
- Единственный потребитель переменного тока в виде электродвигателя к тому же и самый распространенный — в большинстве технической литературы фигурирует цифра в 70% — ровно столько от всей генерируемой энергии идет на приведение в движение электродвигателей. Это мягко скажем существенная цифра.
- Опять же большинство электродвигателей — асинхронные двигатели с КЗ ротором прямого включения в сеть. конструкция двигателя проста как валенок. Надежность потрясающая — никаких скользящих контактов, специальных преобразователей, супер-обмоток и прочего. И большинство из них были есть и будут питаться напрямую, ибо нафиг нужно большую часть электроприводов на производстве включать через частотный преобразователь. Главные привода — да, а тонны вентиляторов, насососв и прочего — в большинстве своем экономически нецелесообразно.
- Передать постоянный ток на большие расстояния проще — ни тебе реактивной мощности, ни индуктивности проводов, ни емкостных токов. Вот только надо как-то преобразовывать 450В в 110кВ и обратно… В итоге есть специальные тиристорные подстанции, способные преобразовать напряжение 10-35кВ в 110кВ. В отличие от простейшего маслонаполненного трансформатора это технически сложные устройства с гораздо меньшей (пока что) надежностью. Есть у них и свои преимущества конечно же.
Вот и получается что потребителю наиболее выгоден именно ток переменный, хотя для передачи электроэнергии по сетям между подстанциями — более выгоден постоянный — минус реактивная мощность, емкостные токи и прочие радости переменного тока.
Внизу в комментариях упоминается о том, что в РФ нельзя самовольно генерировать в сеть активную мощность — это так. Нельзя просто так взять, поставить ветряк и излишки мощности отдавать в ЕЭС. К сожалению. Очень надеюсь что внедрение smart-grid систем случится и у нас и это когда-нибудь это будет можно.- Конкурс изначально предполагался для создания инверторов для солнечных панелей, способных преобразовывать постоянный ток с нестабилизированным напряжением от солнечных панелей в переменный ток промышленной частоты.
cyberly
08.03.2016 19:45+1Импульсный БП — это, фактически, инвертор и есть (кроме инвертора там ничего особо сложного нет). Поэтому прогресс инверторостроения означает, в том числе, прогресс в импульсных БП (меньше, дешевле, мощнее, надежнее).
vasimv
08.03.2016 20:36Во-во. Лучше бы провели массовые испытания блоков питания при питании постоянкой со сравнительной статистикой отказов (по сравнению с переменкой). Ну и всяких утюгов и лампочек там.
Alexeyslav
09.03.2016 17:45Не положено питать бытовую аппаратуру постоянным током высокого напряжения. В случае нарушения изоляции смертность выше. и если в единичных случаях люди идут на риск и запитывают аппаратуру постоянкой, то в промышленных масштабах провернуть это не получится — сертификат безопасности не получат а если получат и обосновано то прибор получится неконкурентоспособным.
vasimv
09.03.2016 19:19Всегда казалось, что переменка опаснее постоянного напряжения (при равном напряжении). Переменное напряжение 50 герц сердце останавливает из-за фибрилляции, а постоянка просто сводит мышцы.
Alexeyslav
09.03.2016 19:50Оно то да, когда речь идёт о больших токах. Вреда от переменки больше, но при средних и малых… постоянку сложнее заметить(переменку ты заранее заметишь что щиплет, да и детекторы напряжения спасают) а если зацепит то руку или иную часть тела оторвать от проводника будет сложнее.
Статистика смертности говорит не в пользу постоянного напряжения — проблема не физиологического характера.vasimv
09.03.2016 20:12От постоянки оторваться как раз легче. Кроме, разве что случая, когда оно через все тело вообще прошло, но при таком раскладе — от переменки человек помрет гарантированно, так как та самая фибрилляция будет. Мышцы, через которые проходит ток — скрутит, но человек рефлексивно дернется всеми остальными в противоположную сторону. А вот при поражении переменным током — постоянные сокращения мышц частично вырубает мозги (видимо, из-за «перегрузки впечатлениями»), человек зачастую вообще не понимает, что нужно отпрянуть от источника опасности.
Ну и щиплет постоянка не слабее переменки все же.
NetBUG
08.03.2016 22:56Думаю, для проекта Loon.
Они активно упираются в технологическое несовершенство технологий (шаров, нагревателей для батарей), сделали свои 4G базовые станции мощностью в несколько десятков Вт и размером и массой с БП от ноутбука.
user343
08.03.2016 23:27-2Ещё эти шарики подойдут для вывода из строя электроники противника в "час Икс".
СВЧ импульсами сверху пулять удобно.
Если интернет не вызовет нужного градуса революц. движения.
https://geektimes.ru/post/272232/#comment_9078992
NetBUG
09.03.2016 00:04LTE работает в 1,7 — 2,1 ГГц и мощность ограничена мощностью солнечных батарей (у разработок октября 2015г — 45 Вт на солнце) и аккумуляторов (порядка 80 Вт*ч).
Паранойя не имеет физического обоснования, особенно с учётом дальности шаров от земли (высоты 20..22 км).user343
09.03.2016 00:45-2Шары могут излучать короткий направленный импульс ~94ГГц из конденсатора, заряженного от аккумулятора или пиропатрона.
На самолёты такое оружие уже ставят.
"Проверка компьютеров, локальных сетей и компьютерного сетевого оборудования общего назначения показала, что при длине соединительных кабелей от 7 до 60 м величина наводимых токов составляет от 100 до 700 а и все компьютерное оборудование гарантированно выводится из строя. Сбои и отказы в элементной базе существующих в настоящее время микропроцессоров и компьютеров возникают при напряженности электрического поля электромагнитного импульса порядка 1 кВ/м, что ведет к одновременному выводу из строя электронных и электроэнергетических систем на всей территории воздействия ЭМИ. В ходе проверки выявилась неэффективность многократного дублирования и резервирования оборудования, несоответствие объемов рационального резерва и номенклатуры запчастей, численности эксплуатационных подразделений и др."
NetBUG
09.03.2016 01:34+1Силовая установка самолёта имеет мощность в десятки тысяч кВт, взлётная масса самолётов, используемых для РЭБ, составляет от 1,2 до 120 тонн.
Подъёмная сила шара Loon составляет 40-50 фунтов (18-24 кг), соответствующую массу имеет всё бортовое оборудование, включая БС LTE, солнечные батареи, аккумуляторы, маяки GPS, трансиверы для телеметрии и механику управления (насос, накачивающий внутренний шар).
Засим спор про РЭБ средствами малых шаров предлагаю считать оконченным в силу несравнимых как мощностей, так и расстояния до целей, я не говорю про невозможность позиционирования шара хотя бы с точностью до нескольких километров и недеструктивного снижения ниже 15 км. На шарах есть клапан для сброса гелия, используемый при возвращении шара, точность посадки при этом на последних испытаниях в январе составляла две, кажется, мили.
ClearAirTurbulence
09.03.2016 01:13Кто ж их так близко пустит?
user343
09.03.2016 01:40Даже упавшие на трансформаторные подстанции с высоты 22 км аккумуляторы слабее вируса? :)
E=m*g*hClearAirTurbulence
09.03.2016 03:16Вы это к чему все говорите? Какие аккумуляторы? Как они падают на подстанцию?
Шар в воздушное пространство никто не пустит, не говоря о том уже, что шар летит, куда ветер дует, а не туда, куда он хочет. Про мощности вам уже все написали выше.
Во ВМВ японцы США шарами пытались атаковать. Результаты были предсказуемо смехотворны.user343
09.03.2016 10:31-11) на космич. спутниках проблема компактной электроники давно решена. Там переменный ток редко применяется ввиду того, что генерация и накопление идут на «постоянке», мощности двигателей невелики и они чаще безколлекторные на пост. магнитах.
2) «Ручной генератор мощного направленного излучения частотой 95 ГГц, разработанный компанией Raytheon» — с картинкой тут: http://www.gurevich-publications.com/articles_pdf/new_reality.pdf
3) Пикирующие боевые аккумуляторы можно с пороховыми корректирующими двигателями сделать.VerdOrr
09.03.2016 10:41+1Однажды вечером в офицерском клубе пьяный Йоссариан бочком?бочком подобрался к подполковнику Корну и потехи ради объявил, что у немцев появились новые пушки Лепажа.
— Что это за пушки Лепажа? — полюбопытствовал подполковник.
— Новая трехсотсорокачетырехмиллиметровая клеевая пушка Лепажа, — ответил Йоссариан. — Она склеивает в воздухе целое звено самолетов.
Ошарашенный подполковник Корн резко высвободил свой локоть из цепких пальцев Йоссариана.
— Оставьте меня в покое, идиот! — исступленно заорал подполковник Корн. Он со злорадством смотрел, как Нейтли, вынырнувший из?за спины Йоссариана, оттащил Йоссариана прочь. — Кто этот лунатик?
Полковник Кэткарт довольно усмехнулся:
— Вы настояли, чтобы я наградил этого человека медалью за Феррару. А потом еще заставили произвести его в капитаны. Это послужит вам уроком.
Нейтли был легче весом, чем Йоссариан, и ему стоило большого труда дотянуть шатающегося Йоссариана через весь зал к свободному столику.
— Ты рехнулся? — испуганно шипел Нейтли. — Ведь это подполковник Корн. Ты с ума сошел!
Йоссариану хотелось выпить, и он пообещал уйти без скандала, если Нейтли принесет ему еще рюмку виски. Потом он заставил Нейтли принести еще две. Когда Нейтли в конце концов удалось заманить Йоссариана к самой двери, в клуб вошел капитан Блэк. Вода лилась по складкам его одежды, как по водосточным трубам, и он громко топал ногами, сбивая с ботинок налипшую грязь.
— Ну, черти, попались! — объявил он, ликуя, и переступил через грязную лужу, образовавшуюся у его ног. — Только что мне звонил подполковник Корн. Вы знаете, что вас ждет в Болонье? Ха?ха! Они обзавелись новой клеевой пушкой Лепажа, она склеивает в воздухе целое звено самолетов.
— Боже мой, это правда! — взвизгнул Йоссариан и в ужасе повалился на Нейтли.
(с) Джозеф Хеллер, "Уловка-22"
GarryC
09.03.2016 15:33Пикирующие боевые аккумуляторы — это тонкий сарказм? Если так, то потолще бы, а то могут и поверить, что Вы не в себе, я почти поверил.
user343
09.03.2016 17:43Ещё были «боевые спутники МАИ», песня 1946 г. ДО запуска первого ИСЗ в 1957г. :)
Технологии двойного назначения (гражданско-военные) широко применялись и в СССР.
Взрыв литиевого аккумулятора: https://www.youtube.com/watch?v=wmAIxkNpcm0
u010602
09.03.2016 17:54+1По ссылке на pdf видно ручной фазер из Звездного Пути. Гуглить так: Star Trek Original Series Phaser Pistol
user343
09.03.2016 22:40-1«Танк секретный», мопед не мой.
http://www.theregister.co.uk/2009/03/15/raytheon_lightweight_raygun_tech_deal/
«state of the art in microwave blasters» кто-то выиграл контракт c пентагоном про бластеры? Не только у нас распил идёт?
http://jnlwp.defense.gov/About/FrequentlyAskedQuestions/ActiveDenialSystemFAQs.aspx
— весь галлий может туда уйти, на выработку 95ГГц вместо инверторов.u010602
10.03.2016 01:49Как-то одна желтизна да и только. Не смог найти ни чего убедительного. ADS это большие микроволновки размером с грузовик.
ptica_filin
09.03.2016 19:42Нитридгалливые транзисторы устойчивей, чем кремниевые. В том числе и к ЭМИ ;)
sacha2m
09.03.2016 16:23Большинство инверторов устроены по принципу поднятия исходного напряжения до 400-450В, а потом до нужного уже все просто. На али сейчас много маленьких синусных кит-наборов на 2кВт именно от 400-450В питаются.
В телекоме инверторы АС-DC 220 — 48v, 99% именно так и работает.
sashka_amur
08.03.2016 14:24Интересно бы знать, себестоимость конечного устройства всех трех финалистов. Что б сравнить выгоду для потребителя. Да и примерно понять, что пойдет в серию?
VerdOrr
08.03.2016 14:52+2"...GaN transistors have many very interesting electrical characteristics (low Rds_on, low
Qgate and Cds, ultra low Qrr); these create technological advantages over current MOSFET and
IGBT devices (small size and low production costs)."
Самое интересное осталось за рамками перевода...
vladimir_open-dev
08.03.2016 17:41Может в будущем, но сейчас они ощутимо дороже и mosfet и igbt(во всяком случае в России).
VerdOrr
08.03.2016 18:39+2Подразумевается, что за счет "very interesting electrical characteristics" GaN-девайсы, при прочих равных с Si-MOS/IGBT, получаются меньших размеров и, как следствие — дешевле. Не в России — в производстве.
user343
08.03.2016 16:19В России микро-генерация с солнечных панелей в сеть запрещена законами. Аккумул-е инверторы с высоким к-том трансформации имеют худшие КПД и массу, чем при нарезке синуса из 450В (с массива последовательных СБ).
vanxant
09.03.2016 02:01+1Ну не то, чтобы прям запрещена, но кучи необходимой макулатуры делают попытку бессмысленной.
Хотя, если не наглеть и стоит старый аналоговый счётчик, технически всё возможно.
SpiritOfVox
09.03.2016 23:39Всё возможно и старый счётчик не нужен: https://www.bitrix24.ru/blogs/community_blog/solnechnaya-elektrostantsiya-na-zapade-rossii.php
Mad__Max
10.03.2016 00:57Хорошая ссылка. Но похоже он воообще первый (или уж точно один из первых) кто смог пройти этот квест с официальной выдачей энергии обратно в сеть до конца и совсем недавно.
AntonSor
08.03.2016 21:04+1Если сделают ставку на эти новые транзисторы, то их будут выпускать крупными сериями, и цена сразу снизится + альтернативные поставщики подтянутся.
PupkinVasia
08.03.2016 19:53Интересно, плата и компоненты сделаны чисто в солидворке для расчета потоков или реально с разводкой и компонентами? Пользуюсь SW, но к электрической части даже не подходил, хотя иногда делаю элементы систем охлаждения.
А еще интересны эти «низкополигональные» не-NURBS формы. Это для упрощения расчетов или зачем вообще? Или просто электрический CAD типа альтиума такое выдал?user343
08.03.2016 23:34По условиям конкурса (они есть на сайте) надо было после одобрения заявки комиссией ("
боксполуфинал по переписке") привезти на тестирование работающее устр-во. Лично в США, а не службами доставки. Украинские, аргентинские команды на такое сподобились, российские — нет.
dgrees
08.03.2016 20:14+1Стоит отметить, что на КДПВ не победитель, а инвертор команды Shneider Electric.
GarryC
09.03.2016 15:35Меня одного заинтересовало, чам занимается пара танзисторов справа вместе с L6?
cyberly
09.03.2016 16:29Возможно, они пропускают ток через C5 L6 в какой-то момент переключения мостов, чтобы не было выбросов напряжения из-за ЭДС самоиндукции трансформатора (то есть когда первичная обмотка трансформатора отключена от входа, индуктивный ток в ней продолжает течь через эту цепочку). Я давно-давно читал про что-то подобное, когда мне нужно было сделать схему управления однофазным асинхронным вентилятором, но конкретно мой случай оказался не совсем из этой оперы.
Попробуйте погуглить "h-bridge freewheeling".GarryC
09.03.2016 17:19Единственное, что мне пришло в голову — что-то типа ККМ, накопителя в моменты пауз потребления, но для входной постоянки он вроде не нужен, может, аккумуляторы лучше работают при непульсирующем токе?
cyberly
09.03.2016 17:34В качестве накопителя там, по идее, C1. Я все же, думаю, это freewheeling (на это намекает буква F в подписи к транзистору)
VerdOrr
09.03.2016 19:17+1...we have chosen a five legs topology because it minimizes energy transfer
within the inverter. Two half bridges (HB) generate the neutral voltage, two further half bridges
generate the line voltage and the last is used as an active filter.
AntonSor
Отлично! Теперь сварочный аппарат можно будет носить в кармане.
VerdOrr
[гнусавым голосом слоненка из мультфильма] А 450VDC у Вас в каком месте, извините?
AntonSor
Это уже следующий этап, это к конструкторам аккумуляторов.
Barsuk
На реальных предприятиях для резервирования электропитания встречаются акб 12в соединенные последовательно до 220в и далее стоит инвертор. Размеры комнаты с акб немаленькие. Зачем в таких условиях столь маленький инвертор, если все остальное гораздо больше…
Yurich
полагаю, что емкость аккумуляторов тоже имеет значение для предприятий, потому и набивают количество. из 12VAC я вам 220VAC сделаю без особого труда.
Sleepwalker_ua
из 220DC напрямую 220AC не получится. Ибо для переменки нужно иметь постоянки эдак 315В. А куче оборудования (лампы, в т.ч. клл и светодиодные), компьютеры, телевизоры, мониторы — все это легко может питаться 315VDC безо всяких инверторов.
А напряжение набивают, потому что есть две большие разницы — снять 10А на 240В или снять 100А с 24В. Мощность та же — 2,4кВт, а ток отличается на порядок. И если в первом случае с головой хватит лапшички 1,5мм2, то во втором — нужна жила как минимум на 6мм2, а лучше на все 8. И такой же "пропускной способности" клеммы и дорожки на инверторе. И трансформатор в инверторе будет значительно крупнее. И всю остальную электронику придется делать с бОльшим запасом.
user343
С 2кВт массива последовательных солнечных панелей уже выходит 450В через 10 ом внутр. сопротивление (по условиям конкурса).
Это летом, а зимой и до 600В с такой связки случаться. Обратный ток пластин в мороз ниже, Uхх выше.
Задача высокоумного сетевого инвертора — найти точку макс. мощности СБ и гнать переменную энергию в сеть 120В/60Гц или 240В/50Гц.
Да ещё управляться частотой сети, при 50,2Гц снижая генерацию, а при 52Гц — прекращая вообще (по европ. стандартам).
Из-за обилия функций и наличия памяти такие инверторы получаются дорогими и/или ненадёжными (в грозу например).
Срок окупаемости 91 год в средней полосе России кто-то уже насчитал. Китайские дешёвые grid-tie сдохнут за 3-7 лет.
user343
опечатка: 600В _может_ случаться, т.е. выходить. Когда мороз и солнце.
RusikR2D2
Наверняка можно сделать инвертор не на 450В, а на 45В, к примеру. а это всего лишь 12S LiPo. который без проблем сможет выдавать несколько сотен Ампер (2 и более кВт).
Я как-то "мельком" думал, как бы сделать подобный сварочник, только без инвертора… Увы, знаний не хватает.
VerdOrr
http://ru.aliexpress.com/item/10pcs-18650-Battery-3-7V-12000mAh-Rechargeable-li-ion-Battery-for-Led-flashlight-batery-litio-battery/32619230690.html
Уж не знаю что за джинна туда запихнули (12А/ч)
В коробочку объемом 4л (20х20х10см) войдет 140шт. — 140*3.7=518VDC — варить (как, в прочем, и жарить) можно и без инвертора =)
RusikR2D2
500В не нужно… У ручной сварки напряжение менее 80В… всего 20 таких банок хватит. Впрочем, ток они, наверное, под 50А не выдадут… Нужны те, что для авиамоделей..
VerdOrr
Ну так для того инвертор и нужен чтоб выдавать бОльший ток при меньшем напряжении
cyberly
Для сварки очень важна вольт-амперная характеристика источника питания. Например, для ручной (MMA, сварка покрытым электродом) она должна быть крутопадающая (напряжение резко просаживается при увеличении тока, в разы), иначе дуга будет гореть нестабильно (тупо гаснуть). И не любая крутопадающая, а с определенным углом и определенным рабочим напряжением и напряжением холостого хода. Поскольку у аккумуляторов ВАХ скорее жесткая (напряжение мало зависит от тока), напрямую от них варить не выйдет, будут только искры и брызги.
А вот инвертор позволяет из источника питания из жесткой характеристики сделать вообще любую. Причем есть технологии сварки, для которых характеристика источника питания меняется циклически. Например, в топовых цифровых полуавтоматах (http://www.lincolnelectric.com/en-us/support/process-and-theory/Pages/pulsed-mig-detail.aspx). Вроде бы это очень актуально для сварки цветных металлов. Вот такое вообще можно сделать только с инвертором.
netsnail
Не удивляйтесь. Там просто нолик лишний. Китайцы — те еще сказочники. Максимальная ёмкость литий-ионных 18650 — ~3400mAh. Все остальное — плод фантазии продавцов.
Mad__Max
Как выше уже отписались — китайцам врать это уже как дышать. Нагло наврать в несколько раз(а то и на порядок) завысив параметры и не моргнув глазом это продавать — для них в порядке вещей. В данном случае не меньше чем 5 кратное вранье.
Raegdan
Маленькое уточнение: в отношении иностранцев. Китайцу надувать китайца — стыдно и обществом порицается, а "лаовая" — может, конечно, и не похвально, но и совесть не замучает.
asdfghjk12
Я знаю… Там 800...1200 мАч реальных… Цена литий-ионных батарей — примерно 1...1,5 за каждую 1000 мАч
user343
2 кВт солнечных панелей — это примерно 10 кв. м. крыши. На шляпу и погоны не входят.
Зачем на чердаке суперминиатюрный MPPT инвертер, не понимаю. Вот дешёвый или сверхнадёжный бы пригодился, чтоб 25 лет служил под ударами молний, в потоках солнечного ветра (ионизирующих частиц, портящих EEPROM), да с пассивным охладением.
VerdOrr
Сшить плащ из чего-то типа этого и носиться по городу с воплями "Я ужас, летящий на крыльях ночи!"? =)