SOLOELECTRONICA SOLAR



SOLARPOWERPWM

14-11-11 DEBIDO A UN ERROR AL DIBUJAR LA L1 EN EL ESQUEMA NO ESTABA EN EL LUGAR CORRECTO, SE HA MODIFICADO Y AHORA SI ESTA EN SU POSICIÓN CORRECTA.

05-10-11 AGREGADO NUEVA FOTO CON CORRECCIÓN DE COMPONENTES EN EL PCB

INVERSOR CC/CC DE 24 A 12V 400W

24-12

CIRCUITO INVERSOR CC/CC DE 24 A 12V 400W



Hace poco al cambiar mi instalación fotovoltaica de 12v a 24v  me surgió el problema de qué hacer con los inversores que ya tenía de 12V. Estuve buscando un esquema   por internet y encontré varios esquemas con reguladores lineales de 20A, esta solución aunque bastante simple, debido a las grandes pérdidas que tienen no es nada aconsejable. Lo ideal sería un convertidor conmutado, de alto rendimiento. Al final no encontré nada que me gustara y decidí diseñar el mío.

CARASTERISTICAS

Corriente de salida:  20A a 12V (15A continuos y 30A momentaneos)

Tensión de entrada: Entre 18 y 30V CC

Tensión de salida: entre 5 a 20V

Frecuencia de funcionamiento: 70kHz

Eficacia: 95%

 Máxima potencia 400W

Protecciones:   Por sobre intensidad (30A) F1 en el circuito, por polaridad D1 Y F1 en el circuito.



esquema



dc/dc 24-12V 400W





El circuito está diseñado para tenga el mayor rendimiento posible, con componentes actuales y de calidad, pero que a la vez  sea lo más sencillo posible y que se   pueda utilizar en diferentes aplicaciones como instalaciones solares o reducción de voltajes en vehículos a 24V. El circuito empieza por la alimentación de 24V CC en el conector CN1, CN2 y con el diodo D1, el D1 es una protección contra descuidos por inversión de polaridad. Lo sigue un regulador del tipo 7812, este circuito entrega una tensión fija de +12V para la alimentación del driver IR2111 y los modulo PWM y el de control de temperatura.

 

modulo pwm

 

El modulo PWM (http://www.soloelectronica.net/pwm_modulo.htm) es el encargado de proporcionar la onda cuadrada modulada en ancho de pulso (PWM) en salidas S1, S2 ,esta señal es proporcional a la tención presente en la salida del circuito puntos VSF (voltaje salida fuente) y la entrada S5 del modulo, estos puntos son el lazo de realimentación positiva del modulo, el ajuste de la tención de salida se consigue variado el valor del trimmer P1 en el modulo PWM.

control tp

El modulo control de temperatura (http://www.soloelectronica.net/control%20temperatura.htm) es el encargado de mantener la temperatura de los MOS-FET de potencia y el circuito a una temperatura de funcionamiento aceptable, este control reduce también el consumo y ruido del circuito manteniendo parado el ventilador cuando no es necesario su funcionamiento.

 

ir2111toroide 

La etapa de potencia está construida alrededor de un driver para MOS-FET IR2111, este componente contiene en su interior todo lo necesario para pilotar y controlar en  modo HALF-BRIDGE los MOS-FET de potencia. La señal PWM del modulo entra por la patilla (2) del IC1 por dos diodos que mezclan las dos señales de la salidas S1, S2 y la resistencia de compensación R3, la señal resultante es una onda cuadrada con una frecuencia fija de 70KHz modulada en su ancho de 0% a un máximo de un 98% dependiente de la tención de salida de +12V.esta señal de onda cuadrada amplificada por la etapa de potencia T1, T2, T3, es filtrada por la inductancia L2, construida con un núcleo toroidal de ferrita tipo alto valor AL, este tipo es usado muy a menudo en las fuentes de alimentación tipo conmutado para filtrar la tenciones de salidas y eliminar lo más posible la componente de AF (alta frecuencia) de la tención continua de la salida de la fuente. Después de L2 la tención es rectificada por un grupo de diodos D10, D11 de alto rendimiento tipo Schottky, es tos diodo se caracterizan por su baja resistencia interna y elevada frecuencia de funcionamiento siendo idóneos para las aplicaciones en fuentes conmutadas. Para terminar es filtrada y estabilizada por dos condensadores  electrolíticos C10, C11. El resultado final es una fuente de alimentación de calidad y con tensión continua muy estables.

circuito impreso

24 A 12V 400W


PCB 160X75m.m
 



COMPONENTES



CONDENSADORES

C1=220uF 35V

C2,C3,C7,C12=100nF

C4=10uf  35V

C5=6800uF 63V

C6=100uF 35V

C8=2Uf 250v

C9=1uF 100V

C10,C11=3300uF 25V

 

RESISTENCIAS

 

R3,R7=1k 1/4W

R4,R5,R6=22 1/4W

RESIS

 

 
 
 
 SEMICONDUCTORES  

VR1=UA 7812

REGULADOR INTEGRADO +12V

D1=BY255

 

DIODO RECTIFICADOR 3A

 
D2,D5,D6=UF4002
DIODO RAPIDO 1A

D3.D4,D8=1N4148

DIODO RAPIDO PEQUEÑA SEÑAL

 

D7,D9,D14=UF4006

 

DIODO RAPIDO 1A

D10,D11=STPS4045CW

DIODO DOBLE Schottky

40A 45V

 

IC1=IR2111

DRIVER PARA MOS-FET

 

T1,T2=APT10M25BVR

MOS-FET 100V 70A

 

T3=IRL2203

MOS-FET 30V 116A

Pasivos varios

F1=30A

 

FUSIBLE 30A PARA COCHE

L2=CHOQUE 100UH 25A

3 ESPIRAS DOBLES CON HILO ESMALTADO DE 1.2mm SOBRE NUCLEO TIPO

ARISTON BLS1/NTF311

 

DETALLES CONSTRUCTIVOS

 
DETALLE 

Detalle de la parte de las pista de la PCB donde se puede apreciar los componentes T3,R6,D8 el puente y disipador de calor del T3 que van soldados directamente a las pista del circuito impreso.

 

lado pistas

Foto donde se puede apreciar los refuerzos realizados con estaño a las pistas de cobre del circuito impreso, para puedan soportas las grandes intensidades que circulan por ellas.

 
24 a12v 400w 

Foto del circuito terminado y probándolo.

saludos