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1000W正弦波逆变器制作过程详解

作者:dolphin时间:2012-10-31

1000W正弦波逆变器制作过程详解
作者:老寿
这个机器,输入电压是直流是12V,也可以是24V,12V时我的目标是800W,力争1000W,整体结构是学习了钟工的3000W机器.具体电路图请参考:1000W正弦波逆变器(直流12V转交流220V)电路图
也是下面一个大散热板,上面是一块和散热板一样大小的功率主板,长228MM,宽140MM。升压部分的4个功率管,H桥的4个功率管及4个TO220封装的快速二极管直接拧在散热板;DC-DC升压电路的驱动板和SPWM的驱动板直插在功率主板上。


因为电流较大,所以用了三对6平方的软线直接焊在功率板上:


吸取了以前的教训:以前因为PCB设计得不好,打了很多样,花了很多冤枉钱,常常是PCB打样回来了,装了一片就发现了问题,其它的板子就这样废弃了。所以这次画PCB时,我充分考虑到板子的灵活性,尽可能一板多用,这样可以省下不少钱,哈哈。


如上图:在板子上预留了一个储能电感的位置,一般情况用准开环,不装储能电感,就直接搭通,如果要用闭环稳压,就可以在这个位置装一个EC35的电感。


上图红色的东西,是一个0.6W的取样变压器,如果用差分取样,这个位置可以装二个200K的降压电阻,取样变压器的左边,一个小变压器样子的是预留的电流互感器的位置,这次因为不用电流反馈,所以没有装互感器,PCB下面直接搭通。


上面是SPWM驱动板的接口,4个圆孔下面是装H桥的4个大功率管,那个白色的东西是0.1R电流取样电阻。二个直径40的铁硅铝磁绕的滤波电感,是用1.18的线每个绕90圈,电感量约1MH,磁环初始导磁率为90。



上图是DC-DC升压电路的驱动板,用的是KA3525。这次共装了二板这样的板,一块频率是27K,用于普通变压器驱动,还有一块是16K,想试试非晶磁环做变压器效果。

H桥部分的大功率管,我有二种选择,一种是常用的IRFP460,还有一种是IGBT管40N60,显然这二种管子不是同一个档次的,40N60要贵得多,但我的感觉,40N60的确要可靠得多,贵是有贵的道理,但压降可能要稍大一点。

这是TO220封装的快恢复二极管,15A 1200V,也是张工提供的,价格不贵。我觉得它安装在散热板上,散热效果肯定比普通塑封管要强。
这次的变压器用的是二个EC49磁芯绕制的,每个功率500W,余量应该比较大的,初级并联,次级串联。用二个变压器的理由是:1,有利于功率的输出,2.变比小了,可能头痛的尖峰问题会少一些。

今天对前级进行上电,第一次没有成功,空载电流近1A,查到是变压器的原因,后来换了磁芯,空载降到360MA(每个变压器180MH,基本可以接受),可见磁芯的重要性,而现在要买到几付好的磁性实在太难了。所幸的是D极波形很好,这次的变压器应该做得还可以了,参数是:初级3+3,用0.2*29的铜带,次级44T,用0.74线二根。下一步准备为前级加载,因为一台逆变器,能不能输出预定的功率,前级质量是决定因素。只因那个大功率的开关电源还有一点小问题要解决,所以,加载可能还要过几天。




这照片上的稳压电源上显示电流为450MA,因为并不是完全空载,我在高压处挂了一个LED,用150K2W电阻降压,这个指示电路要消耗近1W功率,约增加90MA的电流。
今天对前级进行加载实验,前级为开环,也没有装储能电感,分二步:
第一步:加载约630W,负载是一个200R、1KW的大电阻,这时工作电流为54.5A。连续工作一小时,散热板和190N08大功率管及变压器只有微温,D极波形还比较好,尖峰刚露,不明显,这时母线高压为356V。






这是SPWM驱动板的PCB,本方案用的是张工提供的单片机SPWM芯片TDS2285,输出部分还是用250光藕进行驱动,因为这样比较可靠。也是为了可靠起见,这次二个上管没有用自举供电,而是老老实实地用了三组隔离电源对光藕进行供电。因为上面的小变压器在打样,还没有回来,所以这块板子还没有装好。本方案中的SPWM驱动也是灵活的,既可以用单片机,也可以用纯硬件,只要驱动板的接口设计得一致,都可以插到本方案的功率板上,甚至也可以做成方波逆变器。

这次DC-DC功率部分的大管子,没有用2907,而是用了深圳黄工向我推荐的RU190N08,上图中的电流应该是190A,错打了180A。因为这管子比2907稍便宜点,所以我准备试一试。



评论

wan2832 · 2016-03-25 20:30:53

这不是矩形波吗?怎么说是正玄波啊?

红尘梦醒一醉 · 2016-07-17 19:37:57

这个逆变器的资料能不能发我一份,1335080337@qq.com

陌飞鱼 · 2018-01-17 00:30:03

楼主能否发份原理图给我?我也想做个

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