Grid Tie Inverter 300W Reverse Engineering

[Nik]

Hallo Leute

ich bin's wieder
heute kam mein neuer UCC3806

nun möchte ich die FET-Drive-Ausgänge Aout und Bout mittels TVS-Diode absichern.
Ich hab gerade mal testweise eine SMP13A eingebaut
Allerdings hab ich folgendes Problem festgestellt und suche noch nach einer Lösung:
Ich messe am Ausgang des UCC nach dem 10 Ohm-R eine Vpp von 15.6 Volt bei einer Eingangsspannung von 15.0 Volt
gehe ich höher (mein Netzkeit kann nur 2.5 A ...) steigt diese Spannung analog an.
Ich kann jetzt keine höhere Eingangsspannung testen und kann so nicht sagen, was passiert, wenn am Eingang mehr als 17V anliegen.
Der UCC hat ein absolutes Maximum der Steuerspannung von 18V, genau diese wollte ich absichern und dachte, die Fets müssen ja nicht mit dieser Spannung angesteuert werden, da sollten auch 7-8, von mir aus auch 10 V reichen.
Was würdet Ihr jetzt vorschlagen?
ich könnte z.b. eine Zehner-Diode vor Pin 13 löten, sagen wir irgendwas bei 3-4.7 V, die würden dann erst mal abfallen und die Fets sollten trotzdem noch zuverlässig schalten.
Oder gibt es einen besseren Vorschlag?

edit: kleiner Nachtrag: der UCC bekommt die Spannung (Pin 13 für die Drive-Spannung sowie Pin 15 für Vin) liegen am mittleren Pin des LM317T.
Mit anderen Worten: der UCC Vin Eingang bekommt mehr als die maximal erlaubten 15 Volt! Hab's gerade getestet. Ich sage, ich muss das irgendwie ändern.
Der LM317 ist komischerweise auf 9.77V eingestellt, ich messe aber zwischen Ground und mittlerem Pin (Vout) eine Spannung, die fast der Eingangsspannung entspricht


Ich hab fast das Gefühl, das (beides) war die Ursache für den Ausfall des UCC ...

[andreas]

Hallo,

wenn Deine Messungen stimmen, dann dürfte der 317 defekt sein. Tausche den aus, das ist nur ein Pfennigteil. Und den gibts wirklich an jeder Ecke...

Schau ins Datenblatt des 317 und schütze ihn regelgerecht, dann hält er auch lange. Zum Schutz nachgeschalteter Verbraucher gegen zu große Versorgungsspannungen hilft eine Suppressordiode passender Spannung recht sicher.

MfG. Andreas

[Nik]

und es fallen auch recht genau 0.7 V am LM ab ...

muss mal sehen, ob ich den rumliegen hab, als SMD hätt ich den ganz sicher da ...

[bernhard8]

Der LM317 wurde bei mir auch schon mindestens 1x kaputt. Ich hab ihn gegen einen TL783 getauscht. Der hält wesentlich höhere Spannungen am Eingang aus, kann aber nur weniger Strom liefern was hier egal sein sollte.

[Nik]

ja, hab ihn gerade getauscht
hab 10 Ohm in den Ausgangspfad gelötet und danach eine SMP13A. Wird die leitend, haut's den Wid durch und nix passiert mehr
rechnerisch sollten 9.77 V aus dem LM kommen, praktisch sind's 10.5, nach dem Wid noch 10.32V, passt
der UCC wird auch nicht mehr warm, die Fet-Gate-Spannungen kann ich erst zuhause wieder ansehen.
Aber ich denke, jetzt rennt das Ding

ich überlege nun noch, ob ich Eure Firmware draufmache, ich frage also nochmal: würdet Ihr mir das empfehlen?
Das einzige, was mir jetzt spontan einfällt, wäre ein schnellerer MPPT, ansonsten nehm ich auch noch andere Vorteile gegenüber der Original-FW in Kauf
(mich schreckt nur das Kompilieren ab, ich arbeite eigentlich nur mit Bascom und hab dann fertige HEX-Files. Mit dem Atmel-Compiler hab ich bisher nichts gemacht)

[rom4o]

Hallo Leute ich habe auch den Grid Tie Inverter 300W
und auf dem Balkon ein 200W Solarmodul.
Das Modul liefert ca. 34 bis 35V im Leerlauf also zu viel für den Inverter.
Mir ist anfangs auch der LM317 durchgebrannt und der UCC3806 hat folglich fast volle Eingangsspannung bekommen was viel zu viel war.
Somit konnte ich dank des Forums beides austauschen. Danke erstmal dafür, Inverter läuft wieder.
Nun ist das wichtigste den Inverter vor Überspannung zu schützen.
Ich wollte die Spannungsdifferenz ca. 6V in Dioden verheizen.
Habe zwei Dioden UF5408 parallel und 8Mal in Reihe auf eine Platine gelötet. Es hat funktioniert
doch die 16 Dioden werden bei viel Sonne viel zu heiss und müssen belüftet werden. Mit Lüftung noch über 120C°
Man stelle sich vor der Lüfter fällt aus und ich bin nicht Daheim. Kann ganz schnell gefährlich werden.

Nun habe ich mir eine bessere Lösung ausgedacht. Ich habe einen Tiefsetztsteller mit Spannungsregelung
zwischen Modul und Inverter. Der Tiefsetztsteller mit BUZ11 ist mit einem ATTiny25 geregelt. Ich messe ständig die Ausgangsspannung und
regle somit über die PWM auf Sollspannung. Wenn die Eingangsspannung unter der Sollspannung ist ist der BUZ11 auf 100% Duty (also kaum Verluste).

Mein Problem ist: Im normalen Betrieb zieht der GridTieInverter die Spannung vom Modul mit seinem MPP-Tracker auf 12V, 15V,18V,23V bis 28V runter.
Wenn nun der TieInverter die Spannung in den Bereich vom Sollwert des Tiefsetzstellers treibt, fängt der an zu takten und die Spannung fängt an zu oszillieren. Folglich wird der BUZ11 sehr heiss und der MPP-Tracker findet keinen sinnvollen Spannungspegel auf dem er arbeitet.

Ich möchte nun die Spannung des MPP-Trackers auf ca. 24 bis 25 V begrenzen sodass der nie in den Bereich vom Tiefsetzsteller kommt. Somit kann der Tiefsetzsteller im Normalbetrieb immer auf 100% Duty laufen und nur bei Störungen, Spitzen, wenn der Lüfter ein und ausschaltet, etc. die Spannung runterregeln und den Inverter schützen.

Wo in eurem Quellcode kann ich das tun???

Beste Grüße

[bernhard8]

Die Spannungsbegrenzung würde ich durch eine Kombination aus Zenerdiode und Mosfet am Eingang parallel machen. Die soll einfach die Spannung auf 28V begrenzen. Diese Begrenzung arbeitet nur solange bis der Inverter anfängt Strom zu ziehen, ab dann bricht die Spannung ein und es muss nichts mehr verheizt werden.

Ein Tiefsetzsteller dazwischen verursacht nur weitere Verluste und Probleme. Das würde ich nicht machen! Wir haben über das Thema hier im Forum schonmal diskutiert, ich glaube da gabs auch schon einen simplen Schaltungsvorschlag.

[rom4o]

Hallo Bernhard8,
der Tiefsetzsteller funktioniert bestens und ist im Normalbetrieb nicht aktiv. Über Spule und BUZ fallen bei 5A nur 0,5V ab.
Die 2,5W Verluste kann ich verkraften. Hauptsache der Tie-Inverter geht nicht mehr kaputt. Ich habe die Schwelle vom Tiefsetzsteller auf
28,4V hochgesetzt und jetzt gibt es auch keine Probleme mit dem MPP-Tracker. Der regelt maximal auf 26V soweit ich das feststellen konnte.
Die Schutzschaltung mit Zenerdiode und Mosfet kann man natürlich auch davorsetzen, aber ich möchte den Tiefsetzsteller noch für ein anderes Projekt mit
einem Windgenerator verwenden. Da dieser bei maximaler Drehzahl bis zu 170V (drei Phasen) erzeugt. Daher muss ich die Spannung runtersetzen. Sicherlich werde ich mir dafür einen Inverter für 28-56V Eingangsspannung holen.

Zu dem MPP-Tracker: Es wäre trotzdem schön wenn man den MPP-Tracker umprogrammieren könnte. Kann man den Code nicht in C umwandeln?
Beste Grüße