Inversor 12V a 110Vac con Pic 16F628A

[pic_877a]

hola
compañeros del foro
reciban un cordial saludo


he realizado un proyecto de un inversor de corriente con 12V a 110V tension de colombia y he utilizado el Pic 16F628a como generador de onda cuadrada a 60Hz, he implementado 2 Bc547 como amplificador de señal y los tip 122 como activador de los transistores de potencia como los 2n3773.

he simulado las salida del pic de la onda cuadrada, las salida de onda  del pics ingresan a las base de los bc547, los colectores de los bc547 van conectados a Vcc y los emisores de los bc547 van conectados  en paralelo con resistores de 1K a Gnd, las bases de los tip122 van conectados con resistores de 100 oh a los emisores de los bc547 en paralelo con los resistores de 1K a masa, los emisores de los tip 122 van conectados a las bases de los transistores de potencia 2n3773 y los emisores de los 2n3773 van a gnd, los colectores de los tip 122 y 2n3773 van conectados entre si.

tengo un trafo de 12vac con tap central a 110Vac, he conectado el primer devanado 12vac a los colectores de los tip 122 y 2n3773, y el segundo devanado 12vac a los colectores de los tip 122 y 2n3773 y el tap central al Vcc de la Bateria de 12Vdc.
pero en la simulacion me genera error, se que para simular un transformador en proteus hay que configurarlo y no se como hacerlo, he buscado en la red y he encontrado algunas pagina, pero aca no explican como realizarlo en forma inversa, me ayudan por favor?

ahora lo he realizado en protoboard el proyecto, he utilizado como transistores de prueba los tip35c y una bateria 12V a 20ah, el transformador que he utilizado son los comunes que se utilizan para las fuentes de alimentacion entrada 110V a 12Vac a 3A, pero lo he colocado a la inversa, he conectado el transformador y este genera una tension de 37Vac.

estan son mis dudas

sera que la falla es el transformador? o tendre que fabricar uno nuevo con el primer devanado 12Vac con tap central  y el devanado secundario a 110V.

sera que los transistores bc547 y los tip 122 no me estan activando los transistores de potencia, espero que ayuden amigos, el proyecto  esta medio funcionando

[wolfman77]

Yo utilizaria un 12+12, el punto central conectado a tierra, y las otras salidas al circuito en si, de modo que polarizaria un bobinado en un sentido, y luego el otro, generando la alterna cuadrada. Segun lo que veo en la imagen del osciloscopio estan activas ambas salidas a la vez? podes subir el codigo para entender como se estan generando los pulsos? gracias

[Chaly29]

Hola pic_877a, si bien la idea básica que posees de un inversor no es incorrecta, pues igual presentas varios "detalles" en el diseño del circuito, y paso a numerarlos:

1) El uso de transistores BJT para esta aplicación no es lo más adecuado, para esto se usan mosfet del estilo IRFZ44, IRFZ48, IRF3205, etc y en menor medida IGBT.
    Los BJT producen demasiada caída de tensión en estado de conducción, y más con el tipo de driver que estás usando, para que tengas una rápida idea, en tu driver de TIP122 + 2N3773 fácilmente tienes una caída de tensión de 2.1V o mayor, dependiendo la intensidad circulante.
    Si usaras un mosfet tipo IRF3205, con una intensidad de 3A (lo que soporta tu trafo) tendrías una caída de tensión de solo 0.024V. Recuerda que a mayor caída de tensión, es más potencia disipada y "desperdiciada".
    Aparte de lo anterior, cada 2N3773 solo te permitiría un corriente máxima de aprox. 8A, mientras que cada IRF3205 esta corriente sería de aprox. 25A.

    En este esquema tienes un buen circuito driver para usar con mosfet (solo la parte inferior del esquema) la parte superior debes descartarla.



2) Por otro lado, un trafo de 110 a 12V no es de utilidad para un inversor, ya que tal como lo indica el mismo trafo, la tensión máxima de salida será de solo 110V, y tu debes de alcanzar un pico de tensión de 155V (para que funcionen las fuentes conmutadas).
    Por lo tanto, el transformador a usar debería de ser uno de 110Vca a 8.5V+8.5V, de esta forma la tensión poco de salida tendrá un máximo de 155V y por supuesto deberás de reducir el ciclo activo de los pulsos para que "promediando" tengas a la salida los 110Vca buscados.

3) No hablas del programa del PIC, pero este debe de tener un ciclo activo de solo 26% en cada salida, y por supuesto ambas deben de estar desfasadas 180°.

Esta debe de ser la forma de onda de la salida de alterna, con ciclo activo del 26% (en cada semiciclo) y con una tensión pico de 155V.

Forma de onda.PNG
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Espero te sea de ayuda.

Un saludo.

Atte. CARLOS.

[pic_877a]

hola
amigo Chaly 29 gracias por responder yo si sospechaba de la etapa de potencia tenia  falla entre los bc 548, los tip 122, los 2n3737, no mencione el programa del pic, por que este me esta entregando la onda cuadrada deseada, 52  hz, en el osciloscopio del proteus se visualiza.

en el circuito que me envias del driver con el mosfet usando 2 transistores PNP 327 y 558y 1 transistor 548  NPN, el transistor 548 es facil de conseguir pero los transistores 327 y 558 los voy a reemplazar por el A733.

el transformador lo voy a fabricar asi: primer devanado 9 + 9 Vac y segundo devanado 110Vac, volviendo al Irf 3205 el Drenador va conectado a un extremo de los 9Vac y el tap central del trafo al Vcc de la bateria  y el surtidor va a Gnd, y con el otro Irf 3205 se conecta igual al otro devanado 9Vac?

es asi amigo Chaly 29

[pic_877a]

hola
amigo carlos he diseñado el circuito con la imagen que me enviaste, utilizando los Mosfet como salida de potencia con el trafo,  podrias confirmarme si la conexiones de los mosfet hacia el trafo son correcta?

gracias

jose luis 

[Chaly29]

Hola pic_877a, viendo el circuito que posteaste en el .7z te puedo decir que todo estaría correcto, y aunque no alcanzo a distinguir los valores de los componentes, si seguiste los del plano que te e pasado, pues todo estaría en orden.

Solo decirte que las resistencias R2 y R9, tal como están, y en el uso que tu le darás, pues directamente puedes eliminarlas, ya que no son necesarias.

Por otro lado Q1 y Q6, los BC548 (NPN) y Q2 y Q7 los BC558 (PNP) pueden ser reemplazados por cualquier transistor de uso general que soporte unos 100mA y por lo menos 20V.

Ahora, con Q3, Q4, Q8 y Q9 los BC327 (PNP), es lo mismo, puede reemplazarse por transistores de uso general, pero estos deben de poder soportar un mínimo de 500mA (hasta 1A) y unos 20V mínimo. Esto es así, porque durante la conmutación de los mosfet se genera un pico de corriente bastante importante (12V dividido el valor de resistencia de gate) y es conveniente que pueda soportarlos.

Por lo tanto, el A733 solo te será de utilidad para reemplazar el BC558, pero no los BC327.

El resto del circuito lo veo bien. Pero si tienes dudas solo consúltalas.

Un saludo.

Atte. CARLOS.

[Chaly29]

Hola pic_877a, recién me doy cuenta que habías posteado una tercer imagen, y mi opinión:

1) Si lo que intentas hacer es un PWM que genere una onda senoidal para con esta comandar los mosfet y el trafo, pues desde ya te digo que no funcionará. Los inversores que tienen senoidal de salida, no funcionan de esta manera, lo que hacen es elevar primeramente la tensión de 12Vcc a 160/170 Vcc y luego con un puente H (en base a IGBT's) generar la senoidal que pasa por un filtro pasa bajos para tenerla en la salida.

2) Si no es el caso anterior el tuyo, pues no entiendo porque el ciclo activo de una fase se incrementa y la otra decrece. Eso no es correcto y no funcionaría. Como te e mencionado, ambas deben de tener un ciclo activo del 26%, un desfasaje entre ellas de 180° y una frecuencia de 60Hz, por supuesto la señal de salida del trafo será una señal cuadrada.

Espero tu respuesta para estas dudas que me "sembraste", pero desde ya te digo, que la señal de ese oscilograma no es la correcta, para ninguno de los casos mencionados. Por lo tanto, el programa del PIC no es correcto y deberás de correjirlo.

Un saludo.

Atte. CARLOS.

Pda, Entre la conmutación de un transistor y el otro, siempre debes de dejar un deaht time (tiempo muerto) donde ambos transistores permanecen en estado OFF, ya que de lo contrario corres el riesgo que por uno corto periodo ambos estén el ON y eso crearía un corto circuito.

[pic_877a]

hola
carlos gracias por ayudarme con mi proyecto lo voy armar en protoboard y ensayar con un trafo 12vac a 110vac, realizar prueba primero y luego en vivo con los componentes ya fijos. estaremos en contacto y gracias nuevamente amigo

[pic_877a]

hola carlos  te informo mi programa con el pic 16F628a me entrega una onda cuadrada aproximadamente 52Hz, en la salida de los 110Vac le voy colacar un Condensador Poliester de 2.2 Uf x 250V para que me cambie la onda cuadrada a onda senoidal en Ac.

tambien he diseñado otro inversor con el 555  con resistores 10K,1K y capacitor 1Uf  y los mosfet Irf 3205s y en la salida del 555 me entrega una frecuencia de 63Hz aproximandamente.


voy a ensañar y te estare confirmando amigo carlos

gracias

jose

[Chaly29]

Hola pic_877a, ni se te ocurra colocar un condensador así porque sí a la salida, porque probablemente quemarías el circuito, si no por la corriente, por las armónicas que produciría o por una posible auto oscilación.

Para conseguir una senoidal a la salida, hay varios pasos a seguir, por ejemplo, que la señal de entrada sea un PWM con forma cuasi senoidal, a la salida llevaría un filtro pasa bajos, que está conformado por bobinas y capacitores, y no solo un simple capacitor.

Y como ya te dije antes algunos post más arriba, para conseguir senoidal en la salida, el modo de implementarlo es muy distinto, primero se eleva de 12Vcc a 160/170Vcc, y luego con un puente H formado por IGBT's y por medio de un PWM se genera una senoidal, que se hace pasar por un filtro pasa bajos de bobina y capacitores (muy bien calculado) y recién ahí estaría lista para salir hacia la carga, como verás es un proceso mucho más complejo (incluso mucho más de lo que resumidamente yo te explico) de lo que tu estás queriendo implementar.

Pero bueno, cada quien es dueño de hacer lo que guste.

Un saludo.

Atte. CARLOS.

Pda. Sigo insistiendo, la forma de onda generada por el PIC y tu programa, está muy lejos de ser la correcta, ni se acerca siquiera.

[pic_877a]

ola amigo carlos te envio la imagen de la onda cuadrada Ac con salida 116Vac y una bombilla y el transformador,  y el pic como generador  de onda cuadrada.

bueno con este circuito  voy a conectar pequeñas cargas como bombillas, cargar celular, tv tipo led 7 pulgadas, portatiles, modem de Wifi, etc.

gracias por la ayuda, cuando haga el pcb subire las fotos amigo carlos.

jose

[Chaly29]

Hola pic_877a, realmente no te estás dando cuenta como debe de ser la forma de onda a implementar, o yo no entiendo lo que deseas implementar.

La imagen del oscilograma que posteaste muestra una señal cuadrada de una frecuencia aproximada de 625Hz y donde el duty cicle va decreciendo, y solo tiene el semi ciclo positivo. Te estás dando cuenta que esa forma de onda tiene un máximo de solo 116V? Lo cual no te servirá para hacer funcionar todas (salvo bombilla) las cosas que nombraste?. Nuevamente te repito, necesitas que la onda cuadrada tenga un pico de 155V.

Esta es la forma de onda que debes de tener a la salida:



Fíjate que tiene un pico de 155V, un ciclo activo de 26% (por cada semi ciclo) y la frecuencia es de 50Hz.

Un saludo.

Atte. CARLOS.

[pic_877a]

hola amigo carlos gracias por seguir ayudándome con mi proyecto del inversor con pic, he modificado el codigo del pic, ya me entrega la frencuencia de 60 hz, en la imagen lo puede apreciar, a hora lo he probado con el driver con la imagen que me enviaste, y me sube la tension alterna hasta 80Vac, y con el otro driver me entrega tension de 54Vac.

pienso que la fallla de ahora son los driver de amplificar la señal Pwm Generada por el Pic, hacia los mosfet de potencia, en la red encontre el Ic Sg3525, que me puede cambiar la señal cuadrada del pic para tener una onda senoidal, habias utilizado este integrado amigo carlos?

cual seria tu sugerencia ahora que el pic entrega exacto la frecuencia de 60Hz, y la salida con driver y la alterna entrega entre 50 y 80Vac logra encender una bombilla de 110v?

bueno con tu ayuda lograre terminar mi proyecto de inversor para mi facultad de universidad.

jose

[Chaly29]

Hola pic_877a, primero que nada, quiero decirte, que en todas las imágenes que posteaste, ninguna tenía el secundario referenciado a masa para que el osciloscópio haga una lectura real.
La entrada A del osciloscópio la conectas a una de las salida del trafo, la otra salida debes de conectarla a masa.

pienso que la fallla de ahora son los driver de amplificar la señal Pwm Generada por el Pic, hacia los mosfet de potencia,

No, la falla que tienes ahora es la relación de transformación del propio transformador, tal como ya lo e dicho, y lo vuelvo a repetir, un trafo de 110 a 12 posee una relación de 9.16:1, y tu necesitas un trafo con una relación de 155 a 12 o sea 12.92:1, cuando pongas esa relación de transformación en el trafo del ISIS verás que ya genera 110Vca

Si usaste el circuito de driver tal cual te lo e pasado, pues no hay falla.

en la red encontre el Ic Sg3525, que me puede cambiar la señal cuadrada del pic para tener una onda senoidal, habias utilizado este integrado amigo carlos?

A ver, nuevamente la mula al trigo, para generar salida senoidal, no se utiliza esta manera (vuelve a leer los post anteriores) ya que las complicaciones técnicas son muy elevadas y definitivamente tu no prodras resolverlas, y quien te dijo que el SG3525 cambia de una señal cuadrada a senoidal?
El SG3525 es simplemente un controlador de fuentes conmutadas, tal como el TL494 y varios más, y lo que genera en sus salidas es una señal PWM con una frecuencia determinada y un duty cicle proporcional a la tensión/potencia a necesitar. Pero nada de convertir cuadrada a seniodal. Mira su data sheet

Si quieres generar senoidal, tira todo lo que hiciste hasta ahora y empieza nuevamente, y lo primero que debes de hacer es una fuente conmutada en alta frecuencia para elevar los 12V a 170Vcc, luego verás como seguir.
Si quieres seguir con este proyecto tal cual lo vienes haciendo, olvídate de generar alterna a la salida. Son dos mundos distintos. Entiendes? Vamos, no puedes aparear gallinas con patos, son similares pero no iguales.

Un saludo.

Atte. CARLOS.

[pic_877a]

ola carlos te envio estas imagenes del proyecto casi terminado, lo que mejore fue el código del pic, también te mostré en la imagen anterior ya el pic genera la frecuencia a 60 hz,   ya  hora cual seria tu opinión con estas imágenes ya en vivo con el osciloscopio, mira el Ic sg3025 con la configuración circuiteria lista para las salidas 14 y 11 del mismo con resistores 10K hacia 2n2222, que alimentan a los mosftet IFR3205, y la señal pwm del pic alimentan las bases de los bc548 y los colectores de estos mismo alimentan las bases de los 2n2222, y los emisores de estos alimentan a los drenadores los mosfet, y los colectores a gnd.

voy a subir otra imagen para que me entiendas mejor amigo carlos

jose