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制作600W的正弦波逆變器 一、該機具有以下特點(diǎn)： 1. SPWM的驅動(dòng)核心采用了單片機SPWM芯片，TDS2285，所以，SPWM驅動(dòng)部分相對純硬件來(lái)講，比較簡(jiǎn)單，制作完成后要調試的東西很少，所以，比較容易成功。 2. 所有的PCB全部采用了單面板，便于大家制作，因為，很多愛(ài)好者都會(huì )自已做單面的PCB，有的用感光法，有點(diǎn)用熱轉印法，等等，這樣，就不用麻煩PCB廠(chǎng)家了，自已在家里就可以做出來(lái)，當然，主要的目的是省錢(qián)，現在的PCB廠(chǎng)家太牛了，有點(diǎn)若不起（我是萬(wàn)不得已才去找PCB廠(chǎng)家的）。 3. 該機所有的元件及材料都可以在淘寶網(wǎng)上買(mǎi)到，有了網(wǎng)購真的很方便，快遞送到家，你要什么有什么。 如果PCB沒(méi)有做錯，如果元器件沒(méi)有問(wèn)題，如果你對逆變器有一定的基礎，我保證你制作成功，當然，里面有很多東西要自已動(dòng)手做的，可以盡享自已動(dòng)手的樂(lè )趣。 4. 功率只有600W，一般說(shuō)來(lái)，功率小點(diǎn)容易成功，既可以做實(shí)驗也有一定的實(shí)用性。 下面是樣機的照片和工作波形： 二、電路原理： 該逆變器分為四大部分，每一部分做一塊PCB板。分別是“功率主板”；“SPWM驅動(dòng)板”；“DC-DC驅動(dòng)板”；“保護板”。 1.功率主板： 功率主板包括了DC-DC推挽升壓和H橋逆變兩大部分。該機的BT電壓為12V，滿(mǎn)功率時(shí)，前級工作電流可以達到55A以上，DC-DC升壓部分用了一對190N08，這種247封裝的牛管，只要散熱做到位，一對就可以輸出600W，也可以用IRFP2907Z，輸出能力差不多，價(jià)格也差不多。主變壓器用了EE55的磁芯，其實(shí)，就600W而言，用EE42也足夠了，我是為了繞制方便，加上EE55是現存有的，就用了EE55。關(guān)于主變壓器的繞制，下面再詳細介紹。前級推挽部分的供電采用對稱(chēng)平衡方式，這樣做有二個(gè)好處，一是可以保證大電流時(shí)的二個(gè)功率管工作狀態(tài)的對稱(chēng)性，保證不會(huì )出現單邊發(fā)熱現象；二是可以減少PCB反面堆錫層的電流密度，當然，也可以大大減小因為電流不平衡引起的干擾。高壓整流快速二極管，用的是TO220封裝的RHRP8120，這種管子可靠性很好，我用的是二手管，才1元錢(qián)一個(gè)。高壓濾波電容是470uf/450V的，在可能的情況下，盡可能用的容量大一些，對改善高壓部分的負載特性和減少干擾都有好處。H橋部分用的是4個(gè)IRFP460，耐壓500V，最大電流20A，也可以用性能差不多的管子代替，用內阻小的管子可以提高整機的逆變效率。H橋部分的電路采用的常規電路。 下面是功率主板的PCB截圖，長(cháng)寬為200X150MM，因為，這部分的電路比較簡(jiǎn)單，所以，我沒(méi)有畫(huà)原理圖，是直接畫(huà)了PCB圖的。該板布板時(shí)，曾得到好友的提示幫助，特在此表示感謝。 2. SPWM驅動(dòng)板 和我的1KW機器一樣，SPWM的核心部分采用了張工的TDS2285單片機芯片。關(guān)于該芯片的詳細介紹，這里不詳說(shuō)了。U3,U4組成時(shí)序和死區電路，末級輸出用了4個(gè)250光藕，H橋的二個(gè)上管用了自舉式供電方式，這樣做的目的是簡(jiǎn)化電路，可以不用隔離電源。 因為BT電壓會(huì )在10-15V之間變化，為了可靠驅動(dòng)H橋，光藕250的圖騰輸出級工作電壓一定要在12-15之間，不能低于12V，否則可能使H橋功率管觸發(fā)失敗。所以，這里用了一個(gè)MC34063（U9），把BT電壓升至15V（該升壓電路由鐘工提供），實(shí)驗證明，這方式十分有效。 整個(gè)SPWM驅動(dòng)板，通過(guò)J1,J2插口和功率板接通，各插針說(shuō)明如下： J2:2P-4P; 7P-9P; 13P-15P; 18P-20P 分別為H橋4個(gè)功率管的驅動(dòng)引腳 23P-24P為交流穩壓取樣電壓的輸入端。 J1:1P為2285輸出至前級3525第10P的保護信號連接端，一旦保護電路啟動(dòng)，2285的12P輸出高電平，通過(guò)該接口插針到前級3525的10P，關(guān)閉前級輸出。 6P-7P-8P為地GND。 9P接保護電路的輸出端，用于關(guān)閉后級SPWM輸出。 10P-11P接BT電源。 下面是SPWM驅動(dòng)板的電原理圖和PCB截圖： 3.DC-DC驅動(dòng)板 DC-DC升壓驅動(dòng)板，采用的是很常見(jiàn)的線(xiàn)路，用一片SG3525實(shí)現PWM的輸出，后級用二組圖騰輸出，經(jīng)實(shí)驗，如果用一對190N08，圖騰部分可以省略，直接用3525驅動(dòng)就夠了。因為這DC-DC驅動(dòng)板，和我的1000W機上的接口是通用的，所以有雙組輸出，該機上只用了一組。板上有二個(gè)小按鈕開(kāi)關(guān)，S1,S2，S1是開(kāi)機的，S2是制作600W的正弦波逆變器， 這驅動(dòng)板，是用J3,J4接口和功率板相連的，其中J3的第1P為限壓反饋輸入端。 下面是DC-DC升壓驅動(dòng)電路圖和PCB截圖： 4.保護板 我這次沒(méi)有做保護板，有如下原因：首先是沒(méi)有保護板該機也可以工作，加上這段時(shí)間比較忙，所以，保護板就拉下了；其次是：我這次公布的功率主板，是后來(lái)經(jīng)修正過(guò)的，保護板上的接口也做了改動(dòng)，而我的樣機用的是沒(méi)有修正過(guò)的PCB板，即便是做了保護板，也插不上去。我倒是希望有朋友如果用我的PCB文檔去廠(chǎng)家打樣，不要忘記，多給我打一套，寄給我，我就可以根據新的功率主板來(lái)畫(huà)保護板了。下面是保護部分的電路圖，是我學(xué)習了鐘工公布的3000W上用的保護電路變化而來(lái)的。 三、主要部件的制作和采購 1.SPWM主芯片 2.主變壓器 主變壓器是制作逆變器成功與否的關(guān)健，本機主變用的磁芯為EE55，材質(zhì)PC40，我在杭州電子市場(chǎng)買(mǎi)到了一種質(zhì)量很好的骨架，立式的，腳位11加11，腳粗1.2MM。繞制數據：初級2T加 2T，用10根0.93的線(xiàn)。初級導線(xiàn)總面積為6.8平方MM，次級為0.93線(xiàn)一根，繞60T。 |
