Inverter a 50 Hz per trasformatori di rete

[DarwinNE]

Fa piacere essere d'aiuto. Puoi mostrare qualche misura all'oscilloscopio per cortesia? Sarei curioso di sapere che forma hanno nel tempo i segnali sui gate dei MOSFET di potenza (fai le misure con la sonda x10). Puoi mostrare una foto del prototipo in cui si vedono bene i transistor?

Se ti si apre il fusibile Fuse2, si apre la controreazione? Non può creare problemi?

[gianniniivo]

Ciao DarwinNE,

potendo lo farei volentieri, ma purtroppo non posso accontentarti. L’oscilloscopio l’avevo prestato anni fa ad un vicino di casa che poi è partito per lavorare all’estero, dimenticandosi di restituirmi lo strumento. Da allora non è più tornato. O meglio: è tornato lo scorso agosto, mentre io ero al lago, ed è ripartito prima del mio rientro. L’apparecchio è rimasto a casa sua, e non ho più avuto modo di recuperarlo. Avevo pensato di acquistarne uno nuovo, ma valutando la mia data di nascita e le mie condizioni fisiche ho concluso che forse non mi sarebbe servito a lungo, e ho lasciato perdere. A dire il vero, non saprei dire con esattezza cosa mi abbia spinto ad iniziare questo progetto, che non so neanche se riuscirò a portare a termine.

Quanto alle immagini: se avessi saputo prima dell’interesse, le avrei sicuramente realizzate. Ma avendo completamente modificato lo schema rispetto alla prima versione della PCB, per le prime prove ho dovuto ricorrere alla breadboard, quella grande, circa 20×25 cm. Ne ho solo una, quindi ogni volta che termino il test di una sezione funzionante, la smonto (dopo aver annotato eventuali variazioni sullo schema) per prepararla ai test successivi. E via ripetendo.

Riguardo al fusibile Fuse2: se dovesse aprirsi, credo che non succederebbe nulla di critico. Me ne accorgerei subito, perché l’utilizzatore collegato smetterebbe di funzionare. Le scritte “Out” sullo schema indicano proprio la presa di uscita del dispositivo, posizionata dopo il fusibile e prima del circuito di controreazione. Da quanto ho potuto verificare, il circuito non genera tensioni superiori ai 230 V. Il circuito di controreazione, che non ho ancora potuto testare per l’assenza dello SG3525, dovrebbe servire a compensare eventuali cali di tensione dovuti al carico, non a gestire un impossibile aumento di tensione per l’assenza di carico. Il sistema si basa su normali trasformatori di rete a 50 Hz, non è un circuito ad alta frequenza.

Il controllo teorico è stato già impostato, ma senza il controllore non posso fare altre prove pratiche. Mancano anche il sensore Hall e il completamento della regolazione di corrente in ingresso, che per ora è solo abbozzata e con poca precisione. Quindi, al momento, non posso andare oltre.

Per concludere: all’inizio pensavo che avrei ricevuto assistenza, almeno teorica, per poi realizzare nuove PCB e testare il progetto in modo più decoroso e affidabile. Ma come avrai notato, le cose sono andate diversamente. Ora non ho ancora deciso se progettare una versione 2 della PCB per testare il circuito così com’è e correggere eventuali anomalie in una versione 3, oppure se attendere di completare meglio la teoria e realizzare direttamente una PCB più matura.

Ci sto riflettendo. Tu cosa mi consiglieresti: procedere con una versione 2 e correggere in corsa, o aspettare di consolidare meglio la teoria prima di passare alla prossima PCB?

Riassumendo: ti ringrazio per l’interesse e per la richiesta. Al momento il circuito è ancora in fase di sviluppo preliminare: siamo ancora vincolati a schema e breadboard, con diverse sezioni ancora da affinare e senza controreazione attiva. In questa fase, le risultanze oscillografiche, anche avendole, non sarebbero state significative né rappresentative del comportamento finale del sistema. La prova eseguita sul ponte H era finalizzata alla sola verifica del funzionamento del ponte e alla misurazione della tensione sul secondario del trasformatore. Per il momento mi sono accontentato di questo, rinunciando a testare la corrente e altre funzioni.

Per quanto riguarda le immagini, il montaggio è provvisorio e a settori separati, quindi non ci sono ancora foto dettagliate della realizzazione provvisoria o di altri componenti, che al limite potrei depositare su un ripiano e fotografarli ma non credo le tue attenzioni fossero focalizzate sull'esistenza in loco del materiale. Del resto, alcuni atteggiamenti osservati nei confronti del progetto e della mia persona, nonché le possibili prospettive di fallimento, mi hanno disincentivato ad andare oltre il minimo indispensabile. Il progetto è stato comunque portato avanti con passione, nonostante limiti pratici e qualche ostilità di contesto. Se e quando il progetto sarà più consolidato, sarà mia cura condividere documentazione tecnica più completa. Purtroppo ho anche problemi di tempo libero per problemi in famiglia e devo arrangiarmi come posso.

Apprezzo comunque il tuo coinvolgimento e spero di poter mostrare qualcosa di più strutturato a breve.

[stefanodelfiore]

Vorrei farti notare alcune cose nel tuo schema pubblicato nel post 100.
Nel controllore PWM 3525 la funzione di shutdown (piedino 10) è attiva quando il livello è alto, lo vedi nei vari datasheet di questo componente.
Il circuito comparatore che hai disegnato quando la tensione di batteria scende sotto un certo livello l'uscita delLM358 va bassa cioè si comporta al contrario.
Infatti se il livelo di tensione presente all'ingresso + (non invertente) del LM358 scende sotto il livello di tensione presente all'ingresso - (invertente) l'uscita va bassa.
Fra l'altro di isteresi nel tuo circuito ne vedo molto poca, hai fatto qualche calcolo?
La tensione ai capi di una batteria quando alimenta un inverter è molto 'brutta', permettimi questo termine poco tecnico, quindi è necessario filtrare la sua lettura.
Quando la batteria arriva a fine scarica la cosa migliore è bloccare l'inverter e solo con un intervento esterno farlo ripartire ad esempio quando la batteria è stata ricaricata.
Tieni anche conto che quando spegni l'inverter la tensione di batteria risale quindi attenzione a gestire bene la cosa.
Nel data sheet del 3525 viene indicato come valori raccomandati per il condensatore dell'oscillatore, valori compresi tra 0,001 e 0,2 uF, tu usi 1 uF (cinque volte più grande) e per di più un elettrolitico che non è certo il massimo in questa applicazione.

[gianniniivo]

Ciao stefanodelfiore, ogni tanto ci si ritrova.

Ti ringrazio per l’intervento e prendo atto delle tue osservazioni. Se sei disponibile a collaborare, ti chiederei di concentrarci (almeno per ora) sul problema relativo all’LM358. Secondo quanto affermi, il circuito non dovrebbe funzionare, eppure nel mio caso funziona. Ho fatto diverse prove prima di ottenere quel risultato, e se ci fosse una correzione concreta da apportare, sarei ben felice di valutarla.

Il punto è che il circuito con l’LM358 ha funzionato così come lo vedi nello schema, ed è stato l’unico modo per ottenere un’uscita alta a 10,8 V e una bassa da 10,9 V in poi. L’isteresi, lo ammetto, non l’ho ancora curata: non perché non la ritenga importante, ma perché in fase di test mi interessava solo verificare il comportamento dell’operazionale, che era stato oggetto di contestazione proprio come tipo di componente.

Potrei anche provare un equivalente dell’LM358 per vedere se cambia qualcosa; non escludo che il mio unico integrato possa avere qualche difetto. Ho diversi tipi di operazionali nei miei cassettini, e magari qualcosa cambierebbe sostituendo il 358 con un equivalente. Quanto alle altre osservazioni che hai sollevato, se fossero correggibili direttamente da schema tanto meglio, altrimenti preferirei affrontarle in un secondo momento. Il circuito è ancora in fase di sviluppo, e non tutto è testabile al momento.

Giova precisare che, se la correzione dovesse consistere semplicemente nell’inversione dei pin, ti anticipo che è stata la prima prova che ho eseguito, senza successo. Se vuoi discuterne, sono disponibile, purché si proceda un passo alla volta: è il mio metodo, e l’unico compatibile con il tempo che riesco a dedicare.

I componenti sono già stati rimossi dalla breadboard, ma quella sezione del circuito è semplice e potrei riassemblarla.

[stefanodelfiore]

Penso che la cosa migliore sia dare una lettura a questi tre documenti dei quali ti forniscono i link. Spero ti possano chiarire le idee sul funzionamento del comparatore con isteresi.

Analog Engineer's Circuit - Texas Instruments
Inverting Comparator With Hysteresis Circuit
https://www.ti.com/lit/pdf/snoa997

Analog Engineer's Circuit - Texas Instruments
Non-Inverting Comparator with Hysteresis Circuit
https://www.ti.com/lit/pdf/sboa313

Hysteresis Setting for Comparator - ROHM Semiconductor
http://rohmfs.rohm.com/en/products/data ... esis-e.pdf

Se devi sperimentare conviene sempre avere più componenti dello stesso tipo da utilizzare e, in questo caso visto il loro costo esiguo non vedo problemi.
Riconsidera l'uso del componente LM393 al posto del LM358, se è stato progettato per fare il comparatore ci sarà un motivo, non credi?

[gianniniivo]

Ciao stefanodelfiore,

Congratulazioni per il meritato ingresso nel gruppo RegistratiPlus1. Livello sicuramente meritato, anche se, a mio personalissimo giudizio, sottostima la tua preparazione. Anch’io, anni fa, inoltrai domanda d’iscrizione a quel gruppo, rinnovandola nel tempo, ma non ricevetti mai una risposta ufficiale. Forse nei miei confronti è stato adottato un criterio selettivo e personalizzato, la cui comunicazione non è mai pervenuta. Mah, chissà!

Comunque, premesso che il sottoscritto ha operato in piena conformità alle regole del Forum, si richiama quanto espressamente indicato: “RegistratiPlus1, (gruppo aperto), gli iscritti al forum possono richiedere l’iscrizione.” Orbene, si osserva che la mancata considerazione dell’istanza non può che configurarsi come effetto di una valutazione discrezionale, la cui ratio permane ignota, forse volutamente insondabile. Tanto si rileva non già per spirito di rivendicazione personale, bensì a tutela del principio di trasparenza e coerenza che dovrebbe informare ogni dinamica partecipativa all’interno del presente consesso digitale.

E adesso torniamo al tema: ti ringrazio per la risposta, stefanodelfiore. Tuttavia, se mi rinvii a dei link di datasheet temo ci sia stato un fraintendimento. Nulla da eccepire sul principio, ma supporre che non fossi in grado di accedere autonomamente a quei testi la trovo, francamente, una valutazione un po’ affrettata.

Ciò che spiegano i datasheet è un fatto. Ma anche ciò che si verifica nel mio circuito è un fatto. Se si sostiene che quella sezione del mio “giocattolo” non dovrebbe funzionare, allora bisognerebbe spiegare perché funziona. Il fatto che io non sappia spiegarlo (e neppure altri) non esclude che il funzionamento sia reale e ripetibile.

Quanto alla scorta dello LM358, sono certo di averne acquistati almeno una decina qualche anno fa. Ne avrò utilizzati due o tre, ma ora non li trovo. E come spesso accade, li ritroverò quando non mi serviranno più. Posso acquistarne altri, ma dalla Cina non arriverebbero certo domani. Per questo ho ipotizzato l’uso di equivalenti o similari. Ho diversi operazionali che forse potrebbero andar bene: LM2904, LM158, LM258, TLV2372, MC33072, TL082, TL072 e altri. Basterebbe qualche indicazione concreta: se non si coglie l’alternativa, credo non ci sia modo di risolvere l’enigma, almeno a breve termine.

Quanto allo LM393, ne ho acquistati dieci pezzi e ci ho provato, ma non sono riuscito a fargli svolgere la funzione utile. Lavorava sempre al contrario, nonostante abbia variato la resistenza di pull-up e invertito gli ingressi Inv. e non-Inv diverse volte con alcune varianti.

Mi hai invece rivelato un dettaglio importante che mi era sfuggito, può capitare a chi ha qualche primavera alle spalle, e ti ringrazio: mi riferisco al range delle capacità consigliate per l’oscillatore dello SG3525. Avevo applicato la formula per ottenere 100/50 Hz teorici, ma non avevo notato il range raccomandato. Provvederò a correggere.

Anche il resto di ciò che hai scritto è corretto, ma credo non sia il momento di affrontare argomenti più complessi se prima non si riesce a gestire quelli semplici e testabili.

Resto comunque disponibile a proseguire il confronto, purché si mantenga un approccio pratico e graduale.


P.S.: Mi dispiace toccare l’argomento, ma non ho potuto non notare di aver appena ricevuto un voto positivo dopo 133 negativi (di vario peso) a partire dal 3 agosto. Evidentemente c’è ancora qualcuno che non mi vuol male. Ti ringrazio, ignoto amico, non per il voto positivo in sé, di cui non saprei che farmene, ma per la potenza anticonformista e rivoluzionaria che il tuo gesto, in questo particolare e delicato momento, rappresenta in modo innegabile.

Fermo restando, ovviamente, il diritto altrui di esercizio contrario e senza limiti…

[gianniniivo]

Buongiorno al Forum.

Mi son trovato con un po’ di tempo libero e ho deciso di mettere in pratica i consigli ricevuti da chi ne sa più di me. In particolare, mi è stato suggerito di usare lo LM393 al posto dello LM358, ritenuto più adatto per il tipo di circuito che sto sviluppando.

In un primo momento non mi riusciva di farlo funzionare ma mi sono impuntato, ho fatto qualche prova, e qualcosa è venuto fuori. Per quanto mi aspettassi una commutazione più netta, il comportamento è piuttosto lineare, ma funziona. E non escludo che si possa migliorare.

Il circuito, a prima vista, può sembrare insolito per via dei valori resistivi non standard, rappresentati come se lo fossero. In realtà, quei componenti indicano valori precisi che nella pratica sarebbero ottenuti tramite trimmer. Li ho disegnati come resistenze fisse per evitare di urtare la sensibilità di chi è “allergico” ai trimmer.

Il funzionamento è semplice:

• Batteria scarsa = 10,5 V = uscita alta
• Batteria carica = 11,5 V = uscita bassa

Lo scarto di 1 V tra le soglie mi lascia qualche dubbio. Quando lo shutdown interviene e interrompe l’erogazione, la batteria tende a riprendersi parzialmente, e potrebbe risalire di tensione abbastanza da innescare un pendolamento. Ampliare lo scarto è possibile, ma temo non sia sufficiente. L’ideale sarebbe interrompere il funzionamento dell’inverter fino ad un intervento manuale ma questo richiederebbe una maggiore sofisticazione dello schema. Ci sto riflettendo.

Per ora pubblico solo lo schemino relativo alla sezione di controllo di batteria scarsa. Se il circuito sarà ritenuto valido, lo integrerò nello schema complessivo e cercherò di testare anche le altre sezioni, pur consapevole che non tutto sarà facilmente verificabile in modo isolato.

Sorgente FidoCadJ | Ingrandisci | Cos'è Fidocad

Riepilogo tecnico del circuito

• Funzione: rilevazione di batteria scarsa con soglia di intervento.
• Componente principale: comparatore LM393.
• Soglie impostate:

Batteria scarsa = 10,5 V = uscita alta
Batteria carica = 11,5 V = uscita bassa

• Isteresi: 1 V tra le soglie, utile per evitare commutazioni instabili.
• Note sui componenti:

I valori resistivi non standard rappresentano trimmer regolati con precisione.
Sono disegnati come resistenze fisse per semplificare la lettura dello schema.

• Considerazioni:
Possibile pendolamento in fase di recupero della batteria.
Si valuta l’ipotesi di blocco inverter fino a intervento manuale.

[DarwinNE]

Ma R9 è al posto giusto? Se ne cambi leggermente il valore, cosa succede all'isteresi?

[gianniniivo]

Se riduco il valore della resistenza si amplia l'intervallo se l'aumento si riduce l'intervallo.
Perché? dove dovrebbe andare la R9? Sul pin 3 la tensione è sostanzialmente bloccata dallo zener...

[gill90]

Per quanto mi aspettassi una commutazione più netta, il comportamento è piuttosto lineare, ma funziona. E non escludo che si possa migliorare.

Il comportamento è lineare perché la retroazione che introduci con quel circuito è negativa, cioè tende a stabilizzare il circuito piuttosto che "instabilizzarlo" come invece dovrebbe fare una isteresi.
Se schematizzi quello che hai con un equivalente Thevenin, ti ritrovi qualcosa del genere:

Sorgente FidoCadJ | Ingrandisci | Cos'è Fidocad

Le forme d'onda sulla destra non sono in scala, ma servono a far capire quello che succede.
In pratica, finché la tensione di ingresso è molto alta o molto bassa, il comparatore satura e si comporta "come un comparatore". Quando però la tensione impressa si avvicina al riferimento, il circuito si comporta come un amplificatore invertente, quindi tiene fisso il valore del terminale negativo finché può e la sua caratteristica è quella di amplificare la tensione di ingresso con guadagno , come ogni ampli invertente dovrebbe.
In pratica durante gli attraversamenti ti ritrovi una caratteristica di uscita che non è a gradino (guadagno infinito), ma è una amplificazione lineare di quello che gli dai in ingresso (guadagno finito).

Ti consiglio di aggiungere l'isteresi sull'altro ramo così da creare una retroazione positiva:

Sorgente FidoCadJ | Ingrandisci | Cos'è Fidocad

Studia un po' i valori di resistenze e trova quelli più adatti ai tuoi intervalli.

Possibile pendolamento in fase di recupero della batteria.
Si valuta l’ipotesi di blocco inverter fino a intervento manuale.

Quello che ti serve è un bistabile dopo il comparatore.
Puoi farlo sia con porte logiche che a discreti con un paio di BJT: in pratica il comparatore fa da SET dello shutdown, e l'intervento manuale attiva il RESET che lo disabilita per poter ripartire.