Filtro de entrada actual

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Estoy intentando diseñar un filtro de entrada LC con los siguientes requisitos:

- El valor pico a pico de la corriente de entrada debe limitarse a aproximadamente 1A porque se conectará a un panel fotovoltaico

-La salida del filtro se conectará a un convertidor de puente completo (con transformador de salida para el aislamiento con la carga). Quiero que el convertidor sea alimentado por voltaje, por lo que necesito el condensador.

La topología se muestra en la figura adjunta. Debido al puente completo, sé que la corriente de salida del filtro será una especie de onda cuadrada, por lo que hay muchos armónicos de orden superior en comparación con la corriente de CC bastante plana que quiero extraer del panel solar.

Logré determinar el valor de L y C a través de la simulación, pero me gustaría desarrollar esto más matemáticamente. Así que estoy buscando la función de transferencia I_out / I_in. Es fácil encontrar si el puente completo se reemplaza con una impedancia, ya que puede usar un divisor actual. Pero no puedo encontrarlo en el caso de una red de conmutación compleja, como el puente completo. Cualquier ayuda o pistas son apreciadas.

    
pregunta Simon R

2 respuestas

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Considere el capacitor de salida (digamos 100 uF por conveniencia) que alimenta el convertidor. Suponga que está cargado a algún nivel de voltaje típico (quizás 10 voltios nuevamente para su conveniencia). Si la corriente de entrada del convertidor (I) es de 10 amperios (durante un pico), el cambio de voltaje en ese condensador es: -

\ $ \ dfrac {dv} {dt} \ $ = I / C = 100 kV por segundo o 0.1 voltios por micro segundo.

Si el ciclo de trabajo del convertidor es (por ejemplo) 50% y la tensión promedio del capacitor permanece en 10 voltios, entonces, la corriente de la celda solar debe ser de 5 A. Un ciclo de servicio más alto significa que el panel suministra una corriente promedio más alta .

Por lo tanto, el dv / dt real se reduce a 0.05 voltios por micro segundo.

A continuación, considere que el convertidor se enciende en "10" y "10" (según el ciclo de trabajo del 50% mencionado anteriormente). Durante el período de "encendido", el voltaje del capacitor se reducirá en 0.5 voltios y, para el período de "apagado", aumentará de nuevo en 0.5 voltios, por lo tanto, la ondulación del capacitor es de 0.5 voltios p-p.

Si el voltaje de entrada al inductor (desde el panel) es constante y el inductor es (digamos) 100 uH, verá un cambio en el voltaje de 0.5 voltios en un período de 10 us.

Ahora hay un poco de trampa: suponga que el cambio de voltaje es instantáneo (en realidad es un triángulo) y, utilizando V = L di / dt, puede "estimar" qué di / dt estará en el inductor.

"Calculo" di para que sea 0.5V x 10 us / 100 uH = 0.05 amps.

Como he dicho, esta es solo una estimación basada en las trampas al decir que el cambio en el voltaje a través del inductor es instantáneo (en lugar de triangular). Por lo tanto, esperaría ver que el panel alimente una corriente promedio de 5 A con una ondulación superpuesta de no más de 50 mA p-p. Podría valer la pena simular ......

Hmmm, no muy lejos: el voltaje de rizado de salida es in situ y la corriente de rizado de entrada (apenas visible) es una cuarta parte de mi cálculo un tanto exagerado.

Ese es el poder de la simulación.

La simulación también le dice que podría haber un transitorio significativo en el encendido que podría exceder el límite de suministro de entrada en el convertidor. Tenga cuidado con esto.

    
respondido por el Andy aka
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Ic = C * dVc / dt

I_out = I_in-Ic = I_in-C * dVc / dt

Entonces I_out es una corriente pulsada (MPPT reg?) así que I_out2 * ciclo de servicio está relacionado con I_out

te gusta esto?

Prefiero trabajar en las funciones de transferencia usando Z (PV), ZL (f), Zc (f), Z_bridge) donde PV es una fuente de casi corriente con un límite de V, Voc pero cuando la alimentación tiene una impedancia mínima efectiva de Vmp / I ... luego elija L, C basado en Z (f) para crear una impedancia de fuente baja para mejorar Regulación de la carga de la bomba actual a la batería.

Luego el puente se convierte en un filtro LC-LC "T to Pi" modulado por ciclo de trabajo

    
respondido por el Tony EE rocketscientist

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