Salve a tutti!!!! Un po' più libero dai mille impegni sono finalmente tornato fra voi!
Colgo l'occasione per fare i miei più grandi complimenti a Bridge per la professionalità e l'impegno che mette nel fare le cose, ma anche a tutti gli altri che con passione seguono e sperimentano!!
In questi giorni vedendo le varie prove e sperimentazioni che state facendo, mi avete fatto venire voglia di sperimentare.
Nel mio Big Inverter, non c'era nessun tipo di induttanza filtro prima del trasfo, c'era solamente un filtro capacitivo, questo perché utilizzavo un tipo di pilotaggio a rami separati, veniva cioè creata prima la semionda positiva e poi la negativa.
Incuriosito dal tipo di pilotaggio spiegato da Elettro qualche pagina indietro, ho modificato il firmware tolto il filtro capacitivo e messo un induttore (degno del suo nome, poi capirete perché
)
Questo il vecchio Big Inverter:
Così ho smontato tutto e aggiunto un induttore, ricavato da un grosso toroide con 14 spire di cavo da 35 mmq, raggiungendo i 20 uH di induttanza.
Eccolo qui in tutta la sua grandezza:
Essendo l'Inverter a 24V, a 3,5 kW (questo ho impostato come limite), scorrono circa 150A, e passando tutti per l'induttore filtro, il cavo deve essere ben dimensionato per evitare di cuocerlo alla brace
.
Per questo ho usato circa 2 metri di un cavo da saldatrice di 35 mmq (ottimo per avvolgere perché molto flessibile, in quanto composto da tanti piccoli filetti all'interno). Ovviamente di conseguenza, utilizzando un cavo così grande ho dovuto utilizzare un toroide altrettanto grande, e da qui il bestione in foto:
In parallelo, in uscita dal ponte, ho collegato un condensatore al polipropilene da 2,5 kV 220nF, che ha la funzione di assorbire tutti gli spike provenienti dalle induttanze per salvaguardare i finali (che nel mio caso sono degli IGBT da 1200V 600A), questo mi permette in più di evitare gli snubber su collettore e emettitore degli IGBT. Inoltre su nota di Elettro, aggiungo che il condensatore così posto funge anche da soft switching hardware.
E' importante usare condensatori di ottima qualità e di altissimo voltaggio, in quanto più il voltaggio è alto, e più gli elettrodi sono spessi e ben distanziati, questo permette di avere basse resistenze interne e quindi alti rendimenti... i condensatori "normali" scalderebbero rompendosi.
Sotto una foto del condensatore in questione:
Con l'induttore montato:
Anche il banco condensatori ha subito una bella ristrutturata, togliendo condensatori dal filtro ho dovuto rinforzare l'entrata, mettendo un bel banco da 60V 18.000 uF.
E' fondamentale avere un buon banco condensatori, io consiglio sempre quelli con alti gradi °C, perché in genere hanno una bassissima ESR. Il banco deve essere grande e il più possibile vicino ai finali, io ad esempio ce li ho imbullonati sopra, creando delle barrette di rame che fungono da collettori, e i condensatori saldati sopra.
Mettere i condensatori così vicini ai finali è importante perché questi assorbono tutti e tagliano tutti gli spike che i diodi degli IGBT mandano indietro.
Avendo questi spike, fronti di salita rapidissimi, si generano delle radio frequenze che se fatte passare per dei cavi si irradiano in tutte le direzioni, rompendo le varie elettroniche e amplificandosi in tensione grazie alle induttanze che i cavi generano. Questo per dire che i condensatori non vanno allontanati dai finali e collegati con cavi, perché si peggiora solamente la situazione, specie con forti correnti in gioco.
In uscita dal trasformatore ho dovuto aggiungere un bel filtro e vi spiego perché, essendo il mio trasfo un grani orientati (come i toroidali), riesce a far passare frequenze elevatissime, la 20 kHz ad esempio passa che è un piacere. Per rendere l'idea, un trasformatore di uscita di un amplificatore valvolare è fatto esattamente con gli stessi materiali, e in genere questi sono progettati per avere una banda passante da 20 Hz a 22 kHz, proprio grazie al minimo spessore lamellare (0,35 mm) e ai grani orientati. Normalmente i trasfo comuni sono fatti con lamiere di 0,5-1 mm non a grani orientati.
Ho scelto un trasfo a grani orientati perché ha il pregio di avere un bassissimo autoconsumo, ma lo "svantaggio" di lasciar passare tutte le frequenze.
Trovandomi così parte della 15 kHz di switch sul secondario, ho introdotto un secondo filtro che si intravede a sinistra in questa foto poggiato sul trasfo.
Il filtro è composto da un condensatore da 6 nF 1 kV (non presente in foto) posto in parallelo subito in uscita dal trasfo, dopodiché abbiamo un induttanza posta in serie (il toroide avvolto fitto) da 1,5 mH (circa 2 ore di uncinetto per avvolgerlo
), due condensatori in parallelo da 3,3 uF 420V, un induttanza serie con avvolgimenti in controfase (quella verde), e per finire un condensatore da 1 uF in parallelo.
Et... voilà!!!
Una bella sinusoide pura e perfetta!!
(I piccoli gradini che si vedono ingrandendo sono i pixel dell'oscillo digitale)
Terminato il cablaggio, questa è la vista del nuovo Big Inverter aperto:
Ovviamente la prima cosa che ho misurato è stato l'autoconsumo di questa bestiola a vuoto, sono rimasto davvero colpito...
36W tutto compreso!!!!!!!!! Merito del nuovo induttore e ovviamente del trasfo di ottima qualità.
Non contento ho attaccato tutta casa, e misurato il rendimento del nuovo Big, sono rimasto a bocca aperta, da non credere!!!
Con un carico medio di 700VA, avevo una tensione lato batterie di 23,87V:
Una corrente, sempre lato batterie, di 30,5A:
E un consumo lato 220V, misurato da Wattmetro true RMS di 700VA:
Moltiplicando lato continua, 23,87x30,5=
728W IN con
700VA OUT, abbiamo che il rendimento del Big Inverter è: 700/728x100=
96,1% !!!!!!!!!
Il nuovo induttore ha fatto il suo ottimo lavoro, aumentando il rendimento e abbattendo l'autoconsumo all'osso!! Tutto freddo, e aletta IGBT costante a 35 °C.
Ora godendomi la nuova corrente generata dal Big, vi saluto e vi auguro una buonanotte, un saluto a tutti!!
Kekko
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