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文檔簡介
1、通用純正弦波逆變器制作概述本逆變器的PCB設(shè)計(jì)成12V、24V、36V、48V這幾種輸入電壓通用。制作樣機(jī)是12V輸入,輸出功率達(dá)到1000W功率時(shí),可以連續(xù)長時(shí)間工作。該逆變器可應(yīng)用于光伏等新能源,也可應(yīng)用于車載供電,作為野外應(yīng)急電源,還可以作為家用,即停電時(shí)使用蓄電池給家用電器供電。使用方便,并且本逆變器空載小,效率高,節(jié)能環(huán)保。設(shè)計(jì)目標(biāo)1、PCB板對12V、24V、36V、48V低壓直流輸入通用;2、制作樣機(jī)在12V輸入時(shí)可長時(shí)間帶載1000W;3、12V輸入時(shí)最高效率大于90%;4、短路保護(hù)靈敏,可長時(shí)間短路輸出而不損壞機(jī)器。逆變器主要分為設(shè)計(jì)、制作、調(diào)試、總結(jié)四部分。下面一部分一部分
2、的展現(xiàn)。第一部分 設(shè)計(jì)1.1 前級(jí)DC-DC驅(qū)動(dòng)原理圖DC-DC驅(qū)動(dòng)芯片使用SG3525,關(guān)于該芯片的具體情況就不多介紹了。其外圍電路按照pdf里面的典型應(yīng)用搭起來就OK。震蕩元件Rt=15k,Ct=222時(shí),震蕩頻率在21.5KHz左右。用20KHz左右的頻率較好,開關(guān)損耗小,整流管的壓力也小些,有利于效率的提高。不過頻率低,不利于器件的小型化,高壓直流紋波稍大些。電池欠壓保護(hù),過壓保護(hù)以及過流保護(hù)在DC-DC驅(qū)動(dòng)上實(shí)現(xiàn)。用比較器搭成自鎖電路,比較器輸出作用于SG3525的shut_down引腳即可。保護(hù)電路均是比較器搭建的常規(guī)電路。DC-DC驅(qū)動(dòng)部分使用了準(zhǔn)閉環(huán),輕載時(shí),準(zhǔn)閉環(huán)將高壓直流限
3、制在380V左右,一旦負(fù)載加重前級(jí)立即進(jìn)入開環(huán)模式,以最高效率運(yùn)行。并且使用了光耦隔離,前級(jí)輸入和輸出在電氣上是隔離開的,這樣設(shè)計(jì)也是為了安全。如圖1.1所示,是DC-DC驅(qū)動(dòng)電路原理圖。圖1.1 DC-DC驅(qū)動(dòng)電路原理圖1.2 前級(jí)DC-DC功率主板原理圖DC-DC功率主板采用的是常規(guī)推挽電路,8只功率開關(guān)管,每只管子有單獨(dú)的柵極驅(qū)動(dòng)電阻,分別用圖騰驅(qū)動(dòng)這8只功率管。變壓器次級(jí)高壓繞組經(jīng)整流濾波后得到直流高壓。輔助繞組經(jīng)整流濾波穩(wěn)壓之后給后級(jí)SPWM驅(qū)動(dòng)板以及反饋用的光耦提供電壓供電。從原理圖上可以看出,給前級(jí)驅(qū)動(dòng)板供電,采用了電壓變換電路,輸入為12V時(shí),為了保證在電池電壓較低時(shí)前級(jí)驅(qū)動(dòng)也
4、充足,用LM2577升到15V,輸入24V時(shí),用LM7815降為15V,輸入電壓大于36V時(shí),只能用LM2576HV來給驅(qū)動(dòng)板供電了。大家都知道,像LM7815之類的線性電源容易受到干擾,所以建議24V的也用LM2576。從原理圖中可以看出,輔助電源也用了LM7815,建議最好換成LM2576。本次制作的時(shí)候也會(huì)用LM2576,把LM2576做在一塊小板子上,最后輸出三根線,和LM7815兼容。關(guān)于前級(jí)驅(qū)動(dòng)變壓器的功率管選擇,耐壓值的經(jīng)驗(yàn)選擇為輸入最高電壓*2.4,即當(dāng)12V的機(jī)器,輸入電壓最高為14.5V,14.5V*2.4=34.8V,所以,12V的機(jī)器可以選耐壓35V的MOS。當(dāng)然,這么
5、選擇是有前提的,就是你的變壓器繞制工藝不能太差,漏感、分布參數(shù)不能太大,否則MOS會(huì)被變壓器產(chǎn)生的尖峰擊穿損壞。如果變壓器繞制過關(guān),可以選擇耐壓小點(diǎn)的管子,一般來說,電流相同,耐壓更高的管子輸入電容更大,內(nèi)阻也更大。但如果變壓器繞的不咋樣,乖乖,還是選擇耐壓高些的MOS管更好。下面給出各種電壓選擇管子的參考:12V輸入,4對IRF4104;24V輸入,4對IRFP3710;36V輸入:3對IRFP3710;48V輸入:3對IXFH58N20。我給出的這些管子并不是最合適的,但是這些管子都是我用過的,并且留有足夠余量,實(shí)現(xiàn)本制作目標(biāo)是沒啥問題的。圖1.2所示是DC-DC功率主板原理圖。圖1.2
6、DC-DC功率主板原理圖關(guān)于變壓器,打算用一個(gè)EE55來完成。12V輸入時(shí),初級(jí)2T+2T,單邊用1.0的漆包線14根并繞,截面積達(dá)到11*2=22平方毫米,過100A的電流沒問題了。次級(jí)1根1.0的漆包線繞60T,輔助繞組用0.8的漆包線繞4T。變壓器用三明治繞法,即次級(jí)、初級(jí)、次級(jí)、輔助。關(guān)于變壓器的具體繞制,后面再說。做24V輸入的,EE55,初級(jí)4T+4T,單邊用1.0的線8根并繞。次級(jí)1根1.0的漆包線繞60T,輔助繞組用0.8的漆包線繞4T。做36V輸入的,EE55,初級(jí)6T+6T,單邊用1.0的線8根并繞。次級(jí)2根0.9的漆包線繞60T,輔助繞組用0.8的漆包線繞4T。做48V輸
7、入的,EE55,初級(jí)8T+8T,單邊用1.0的線8根并繞。次級(jí)2根1.0的漆包線繞60T,輔助繞組用0.8的漆包線繞4T。由于24V、36V、48V輸入時(shí),功率可以大于1000W,因此漆包線的截面積(即漆包線根數(shù))也應(yīng)該增加,那樣才能扛得住更大的功率。按照我上面給的參數(shù),24V時(shí)能到1500W,36V能到2000W,48V搞個(gè)2500W或者3000W沒啥問題。要說明的是,上面給出的參數(shù)我目前還沒實(shí)際做過,給出的參數(shù)只作為參考。1.3 SPWM驅(qū)動(dòng)板原理圖設(shè)計(jì)SPWM采用專用芯片EG8010產(chǎn)生。EG8010還是挺好用的,雖然精度差些,但是也沒有什么其他不好的,而且功能還挺多,最重要的是便宜,5
8、元一片,都玩得起。關(guān)于EG8010的外圍電路,參照其數(shù)據(jù)手冊即可。MOS驅(qū)動(dòng)用IR2110,IR2110便宜,一只2110就可以驅(qū)動(dòng)兩只MOS,而且價(jià)格還比TLP250光耦便宜些,性能也不錯(cuò),我比較喜歡的就是IR2110有SHUT_DOWN引腳,內(nèi)部有D觸發(fā)器,在做保護(hù)時(shí),可以做成逐個(gè)周期限流。即一個(gè)50Hz的正弦周期保護(hù)后,要等到下一個(gè)正弦周期IR2110才會(huì)重新輸出。大家看我做的24V/2000W的那個(gè)機(jī)器短路波形可以發(fā)現(xiàn),在短路的時(shí)候,頻率仍然為50Hz,這個(gè)就是IR2110內(nèi)部有D觸發(fā)器的原因了。關(guān)于IR2110供電問題,就用自舉供電。1000W的功率不大,自舉供電完全OK,如果做獨(dú)立
9、供電,需要至少三組隔離電源,比較麻煩,并且反激電源并不好做。后級(jí)MOS的保護(hù)集成在SPWM驅(qū)動(dòng)板上,采用檢測管壓降,穩(wěn)定可靠,個(gè)人認(rèn)為,比那種用電阻采樣的要更可靠。關(guān)于管壓降保護(hù)的,我不多講,這也是我從別處學(xué)過來的,有些東西不方便說,好像是涉及了別人專利問題。我只說,按照我原理圖里面的那些元件搭建起來,是完全可以的。該逆變器采用的是單極性調(diào)制,故只需要一只電感,電感可以用外徑47mm、磁導(dǎo)率小于90的鐵硅鋁來繞,繞120T左右。具體數(shù)字要等我繞電感時(shí)才能確定,現(xiàn)在磁環(huán)都還沒買好,電感的事就暫時(shí)放一放。如下面圖1.3所示是SPWM驅(qū)動(dòng)板原理圖。圖1.3 SPWM驅(qū)動(dòng)板原理圖1.4 后級(jí)DC-AC
10、功率版原理圖設(shè)計(jì)DC-AC原理圖部分沒啥好講的,也就是MOS搭成的一個(gè)全橋,在輸出接LC濾波就OK。DC-AC部分加入了高壓檢測電路來控制SPWM驅(qū)動(dòng)板的電源。即直流高壓大于240V時(shí)輔助電源才接通,后級(jí)開始工作。還有輔助電源下降時(shí)關(guān)掉SPWM驅(qū)動(dòng)的電路,防止當(dāng)輔助電源降低而高壓直流還較高時(shí)因?yàn)楣β使茯?qū)動(dòng)不足引起的炸管事故,增加這個(gè)功能后就可以安全的短路關(guān)機(jī)了,不然的話,短路關(guān)機(jī)是很危險(xiǎn)的。如下圖1.4所示是DC-AC功率版原理圖。圖1.4 DC-AC功率版原理圖1.5 原理圖綜合由于有了做上一版24V逆變器的經(jīng)驗(yàn),所以這次我不打算再像上次那樣做成幾個(gè)模塊了。這次我做成一個(gè)整體的,即把DC-D
11、C升壓以及DC-AC逆變都做在一張板子上,所以還需要一個(gè)原理圖綜合的部分,把原理圖綜合起來,都弄好后,就可以開始布局布線了。這個(gè)原理圖是我這次做的機(jī)器的依據(jù)。這次的機(jī)器主體結(jié)構(gòu)是下面一張大的主板,主板上面是功率器件,然后前級(jí)驅(qū)動(dòng)、SPWM、溫控風(fēng)扇等部分是小板子,做成立式都插在主板上面,甚至代替LM7815的LM2576的小板子也是插在主板上的,大伙覺得這樣設(shè)計(jì)如何?反正我是比較喜歡。如圖1.5所示,是整個(gè)機(jī)器的原理圖,和前面分開分析的電路是一樣的。原理圖里寫了注釋,我就不再多說了。第二部分 PCB設(shè)計(jì)2.1 PCB布局布線原理圖弄完了,下面開始PCB布局布線了。由于之前做了24V/2000W
12、的機(jī)器,所以前級(jí)驅(qū)動(dòng)板和SPWM驅(qū)動(dòng)板可以直接用,不用重新做了。先上個(gè)前級(jí)驅(qū)動(dòng)和SPWM驅(qū)動(dòng)板的截圖上來。 圖2.1 前級(jí)驅(qū)動(dòng)板PCB 圖2.2 前級(jí)驅(qū)動(dòng)板背面的3D效果圖如圖2.1所示,是前級(jí)DC-DC驅(qū)動(dòng)板的PCB圖。注意看標(biāo)尺的尺寸:40.132mm*27.051mm,很迷你,但是功能是沒縮水。這就是用直插芯片和貼片阻容的效果,可以做到很小的體積,甚至比全貼片的還要小。如圖2.2所示,是前級(jí)驅(qū)動(dòng)板的背面3D圖,說實(shí)話,不太好看,不過實(shí)物要漂亮些。如圖2.3所示,是SPWM驅(qū)動(dòng)板的PCB圖,尺寸77.343mm*44.577mm,體積不算大。如圖2.4所示,是SPWM驅(qū)動(dòng)板的3D效果圖。
13、圖2.3 后級(jí)SPWM驅(qū)動(dòng)板的PVB圖 圖2.4 后級(jí)SPWM驅(qū)動(dòng)板驅(qū)動(dòng)板背面的3D效果圖2.2 變壓器制作變壓器是EE55臥式磁芯,12V/20KHz左右時(shí)出1000W沒問題,并且還留有余量。初級(jí)2T+2T,用0.8的線20根并繞。次級(jí)60T,用0.8的線2跟并繞。輔助0.8的線繞4T。先繞兩層次級(jí),大概是40T,然后是初級(jí),初級(jí)完了之后是剩下的20T次級(jí),最后是4T的輔助繞組。如圖2.5所示,是DC/DC部分主變壓器的繞組結(jié)構(gòu)示意圖。圖2.5 DC/DC部分主變壓器繞組結(jié)構(gòu)示意圖這是骨架從旁邊看過去(即骨架兩邊的引腳都在下面)的示意圖,中間的方塊是磁芯中間那個(gè)部分。從里到外,依次是次級(jí)、初
14、級(jí)、次級(jí)、輔助繞組。圖2.5中1和2繞組是最里面的2層次級(jí)繞組。3是初級(jí)的中間抽頭,4和5是初級(jí)的另外兩個(gè)抽頭,次級(jí)一共有2層。4和5是相交叉的,故圖中4和5的線疊在一起了。6和7是剩下的20T(1層)的次級(jí)。8和9是輔助繞組。1和2的次級(jí)繞組用0.8的線2條并繞,先繞40T即可,40T大概是2層。繞的時(shí)候注意將漆包線拉緊,以減小漏感,但不能太用力,不要把漆包線外面的絕緣漆弄掉了,還要注意將線繞平整,繞之前漆包線不平整的,先用工具弄直了再繞。注意每一層繞完后要用高溫膠帶粘好,要做好絕緣。絕緣不好,繞組之間短路就麻煩了。繞好之后把線頭弄到旁邊去,先不用固定在骨架的引腳上。2層次級(jí)的實(shí)物圖2.6所
15、示。 圖2.6 變壓器1、2層繞組繞制次級(jí)繞好之后,加繞兩層絕緣膠帶,只需兩層就好了,太多了會(huì)增加漏感,太少絕緣性能又不達(dá)標(biāo)。接下來就是繞制初級(jí)了。我繞初級(jí)是把漆包線當(dāng)成銅帶來用的,就是把很多條漆包線都焊接在一個(gè)銅塊上,然后再繞到變壓器中,實(shí)踐證明,這種辦法較好,繞出來的變壓器效果還不錯(cuò)。首先根據(jù)變壓器骨架尺寸,量好繞2T需要的漆包線的長度,注意要把接頭部分的考慮進(jìn)去,然后乘以2(另外一個(gè)繞組)。我繞的時(shí)候取50cm左右,有點(diǎn)長了,浪費(fèi)了一些漆包線。剪好20根這個(gè)長度的漆包線。下面我們需要把這20根漆包線焊接到一塊銅片上。就需要把這些線中間的絕緣漆刮掉一部分,刮好之后找個(gè)東西把這些漆包線壓起來
16、,中間刮掉漆的放在一塊,開始焊接??磮D吧如圖2.7所示。圖片中的那個(gè)小的銅片是冰箱里面拆出來的銅管拍扁的。大家只要找差不多大小的就OK。 圖2.7 初級(jí)的繞制方法焊接好后就要開始繞初級(jí)了,初級(jí)是比較難搞的,大家都耐心點(diǎn),仔細(xì)點(diǎn)。我繞這個(gè)變壓器差不多是花了一天,俗話說慢工出細(xì)活,大概就是這個(gè)道理吧。我花了接近一天,繞出來的變壓器效果還是蠻不錯(cuò)的。啰嗦了,繼續(xù)。在變壓器一側(cè)的骨架上開個(gè)方形的口子,把那個(gè)銅片穿過去,如圖2.8所示。然后在銅片上方貼好絕緣膠帶。 圖2.8 初級(jí)的繞組小銅條的固定方法接下來就是把那些漆包線繞骨架上折,在另一邊先用螺絲刀作為臨時(shí)固定的裝置在繞的時(shí)候注意兩個(gè)繞組的相互交叉的
17、,這樣有利于減小漏感,并且兩個(gè)繞組很對稱。以同樣的辦法,然后初級(jí)的第二層。抱歉,這里手不是很空,也沒記住,就沒拍照片了。接下來就是要焊接初級(jí)的另外兩個(gè)電極了。具體怎么搞的請看圖2.9所示。最后一個(gè)畫面是焊接好的效果圖。 圖2.9 初級(jí)繞組繞好的效果初級(jí)搞完了,粘好膠帶,繼續(xù)繞次級(jí)。由于后面的比較簡單,所以就沒拍照了,有問題的再問。最后需要把兩個(gè)次級(jí)連起來,注意里面的次級(jí)的同名端和外面次級(jí)的異名端相連,不能錯(cuò)。有電感表的,分別測兩個(gè)次級(jí)的電感,兩個(gè)次級(jí)串聯(lián)好后,電感是兩個(gè)次級(jí)單獨(dú)的電感之和才對,否則就錯(cuò)了。比較可惜的是連繞好的變壓器我都忘拍照了,現(xiàn)在變壓器正在享受“油浴”(浸絕緣漆),我就不去打
18、擾它了,等泡好漆干了再補(bǔ)照片。下面是小測試了一下變壓器,只拍了波形,其他的都忘記了,其他的也不重要,測試的是一塊3525搭的小板,兩對IRF3205功率MOS管,負(fù)載是一只200W的白熾燈。白熾燈直接接到變壓器的次級(jí)繞組上,不加整流濾波電路。白熾燈雪亮,實(shí)際功率大概350W左右,如圖2.10所示,是場管D級(jí)波形,很好看吧,尖峰震蕩都比較小,證明變壓器效果還蠻好。 圖2.10 MOS管D級(jí)波形圖我說下我自己理解的繞這種高頻變壓器的難點(diǎn)吧。這種高頻變壓器難點(diǎn)就在初級(jí)上,因?yàn)槌跫?jí)電流很大,12V/1000W的機(jī)器初級(jí)電流要接近100A,100A的電流得用足夠截面積的銅線來繞,由于趨膚效應(yīng)的存在,還不
19、能用直徑太大的線繞,所以只能用多條細(xì)線并繞,要想把這么多線繞好,繞漂亮,并且高頻變壓器對漏感、還有分布參數(shù)以及絕緣性要求都比較高,所以要把這么多線處理好,是真的比較困難。當(dāng)然,高頻變壓器的這種難只會(huì)由我這種菜鳥級(jí)別的人物說出來,對那些大師來說,就完全是小菜了。好多天沒來了,現(xiàn)在更新下。PCB正在布局布線中,這么多元件,看著頭還是有點(diǎn)小痛。圖2.11 PCB飛線效果圖 圖2.12 散熱片結(jié)構(gòu)浦和尺寸這次把前級(jí)、后級(jí)都搞到一張板子上了,并且盡量縮小PCB尺寸,做個(gè)迷你版本的。如圖2.12所示,是散熱器的外形及尺寸:長240mm,高50mm,寬30mm,基板厚4.75mm。我很喜歡這種形狀的,做機(jī)器
20、很好。經(jīng)過幾天的努力,終于把PCB畫好了?,F(xiàn)在發(fā)上來讓大家瞧瞧,請大家多多指點(diǎn)。原理圖跟之前發(fā)的有些修改,以這個(gè)為準(zhǔn)。圖2.13 整體SCH圖PCB圖和3D效果圖如圖2.14所示,是已經(jīng)做出來的板子,尺寸是:105*240mm2。圖2.14 已經(jīng)做好的空板經(jīng)過昨天下午以及今天一天的努力,板子終于焊的差不多了,板子的安裝和焊接部分就不多說了,地球人都會(huì)的。安裝焊接好的板子如圖2.15所示。 圖2.15 安裝焊好的板子第三部分 調(diào)試部分焊接完之后就開始調(diào)試了,調(diào)試分為前級(jí)dc-dc驅(qū)動(dòng)板調(diào)試、SPWM驅(qū)動(dòng)板調(diào)試、主板調(diào)試以及溫控風(fēng)扇調(diào)試。3.1 前級(jí)dc-dc驅(qū)動(dòng)板調(diào)試將3525的shut-dow
21、n腳,即第10腳接地,1腳也接地,然后給驅(qū)動(dòng)板通12V電源,用示波器看有沒有PWM輸出。只要元器件是好的,焊接無誤,就會(huì)有22kHz左右的PWM輸出。如果沒有PWM輸出也不要著急,一步一步慢慢檢測、排查。首先檢查焊接有沒有錯(cuò)誤,確認(rèn)焊接沒問題后,檢查3525供電,供電正常的話,就看下3525的基準(zhǔn)5V是否正常,如果3525的基準(zhǔn)5V不正常,那基本可以宣判3525死刑了,換吧。如圖3.1所示,是測試連線以及3525的輸出波形。出現(xiàn)了下面的波形就差不多可以判斷DC-DC驅(qū)動(dòng)板沒問題了,至于欠壓、過壓、過流保護(hù),后面再慢慢調(diào)。 圖3.1 測試連接及3525的輸出波形3.2 SPWM驅(qū)動(dòng)板調(diào)試把SPW
22、M驅(qū)動(dòng)板的電壓反饋和電流反饋都接地,然后在電源端接入15V直流穩(wěn)定電壓,示波器接兩個(gè)下管的驅(qū)動(dòng),看有沒有輸出。如果電路焊接無誤,元件都是好的,那是肯定可以觀察到輸出的SPWM波的。如果出不了SPWM波也別著急,同樣,慢慢檢查。首先檢查焊接有沒有問題,焊接沒問題就檢查芯片供電,檢查EG8010輸出SPWM沒,再檢查2110有沒有問題,總之,順著信號(hào)的方向一步一步檢查。如圖3.3所示,是SPWM驅(qū)動(dòng)板測試接線以及兩個(gè)下管驅(qū)動(dòng)波形。出現(xiàn)了下面的波形就差不多可以判斷SPWM驅(qū)動(dòng)板沒問題了。 圖3.3 SPWM驅(qū)動(dòng)板測試接線以及兩個(gè)下管驅(qū)動(dòng)波形3.3 主板調(diào)試主板調(diào)試也要分步驟,先調(diào)試升壓部分,后調(diào)試逆
23、變部分,最后再把這兩個(gè)都結(jié)合起來一起調(diào)。1.先說升壓部分。裝一對IRF3205試機(jī),把DC-DC驅(qū)動(dòng)板插在主板上,去掉高壓保險(xiǎn),檢查沒其他問題就可以通電了。先用一個(gè)小功率的12V電源供電,當(dāng)然,您要是非常自信,不怕危險(xiǎn)也可以用大電流的。通電用萬用表檢測直流高壓。如果沒有什么問題的話,就可以出370V左右的直流高壓了。變壓器會(huì)響,這是正常的,因?yàn)榍凹?jí)處于斷續(xù)工作狀態(tài)。出直流高壓后,換個(gè)功率大一點(diǎn)的電源,通電,在直流高壓處接一個(gè)200W的燈泡,此時(shí),燈泡很亮,直流高壓會(huì)有所下降,都是正常的,用示波器觀察場管D極波形,不能有太高的尖峰和震蕩,如圖3.4所示,不然后面效果會(huì)很差。 圖3.4 DC-DC
24、升壓主電路調(diào)試及場管D極波形3.4 DC-AC逆變部分調(diào)試先斷電,用一只200W的燈泡給直流高壓電解放電(為什么要放電?你要是不怕被電著的話,那也是可以不放的,不過出了問題別怪我沒提醒。)。EG8010是單極性調(diào)制,只需要一只濾波電感,我在PCB板上留了兩只濾波電感,是為以后有其他用處。把另外一只電感直接短接,輸出共模電感也短接,電流互感器也短接,如圖3.5所示。圖3.4 短接PCB上的一只濾波電感、輸出共模電感和電流互感器把SPWM驅(qū)動(dòng)板插上,在高壓電解那接入一個(gè)12V左右的電源,再另外找一個(gè)15V左右的電源給SPWM驅(qū)動(dòng)板供電。特別注意:這兩個(gè)電源不能共地,不要嫌麻煩,乖乖的找兩個(gè)獨(dú)立的電
25、源接好。然后通電,如果沒有什么問題,這時(shí)就可以在輸出端看到正弦波了,如圖3.5所示。有成就感吧,哈哈! 圖3.5 測量DC-AC輸出波形此時(shí),你可以放心大膽的做短路測試,把輸出短接,逆變會(huì)馬上進(jìn)入保護(hù)狀態(tài)。做到這,已經(jīng)成功一半了,下面需要把升壓部分和逆變部分結(jié)合起來調(diào)試了。斷電,去掉高壓保險(xiǎn),在高壓保險(xiǎn)座上并聯(lián)一只200W的燈泡,然后在逆變器輸入端接上電源。如果沒其他問題,可以在逆變器輸出端看到正弦波,并且200W燈泡一點(diǎn)都不會(huì)亮,掛一只60W的燈泡,燈泡正常發(fā)光,逆變器正常工作。到這一步,你就成功70%了,快了,再堅(jiān)持下就完全OK了。做到這一步后,你可以放心大膽的裝上散熱片,前級(jí)MOS和后級(jí)
26、MOS。我的前級(jí)用了4對IRFB3207,很牛的管子,12V/1000W余量也足夠。后級(jí)FQA28N50,也是很牛的管子。裝好之后就如圖3.6所示的這個(gè)樣子。圖3.6 組裝完好的照片還是很漂亮吧。我的電感還沒繞,迫不及待的想加載試機(jī),就外接了電感。電流互感器也沒有,沒裝,把驅(qū)動(dòng)板的電流反饋接地了。下面是我試機(jī)的情況,負(fù)載是一根1000W的太陽燈,如圖3.7所示。 圖3.7 整機(jī)測試機(jī)器滿載測試了一個(gè)多小時(shí),很穩(wěn)定,沒有出現(xiàn)什么問題。由于有了做機(jī)器的經(jīng)驗(yàn),這次從調(diào)試到滿載,沒有炸一個(gè)管子,PCB也沒有一點(diǎn)修改。在這里,可以粗略計(jì)算一下效率。電參議輸入線上有壓降,大概損耗了5W,輸出就算1000W
27、,輸入:11.68*94=1097.9。效率:1000/1097.9=91%。這個(gè)效率不算高,我測到的最高效率在92%。這個(gè)效率也不算高,不過12V業(yè)余級(jí)別的,差不多了。后面就是繞電感,繞共模電感,調(diào)試欠壓、過壓、過流保護(hù)還有溫控風(fēng)扇。互感器買成品,自己繞也可以,我嫌麻煩,就買成品了。傳上來的PCB沒發(fā)現(xiàn)什么問題,可以直接做。輸出電感和共模電感繞制。輸出電感選用外徑35mm的鐵硅鋁,用0.8的線兩根漆包線并繞120T,電感量在1.5mH左右。共模電感用外徑25mm的鐵氧體磁環(huán)0.8的線兩根并繞20T就行,電感量在4mH左右,注意兩個(gè)繞組方向要一樣,不然就失去共模電感的作用了。如圖3.9所示。
28、圖3.9 繞好的濾波電感把SPWM驅(qū)動(dòng)板上的熱敏電阻裝上,10K,負(fù)溫度系數(shù)的,此電阻起過熱保護(hù)作用。把主板上溫控風(fēng)扇的熱敏電阻也裝上,10K,負(fù)溫度系數(shù),裝上這個(gè)熱敏電阻,溫控風(fēng)扇才有效。如圖3.10所示。 圖3.10 安裝溫度傳感電阻之后,再修改了一下DC-DC驅(qū)動(dòng)板上欠壓保護(hù)的參數(shù),欠壓保護(hù)值為10.5V,過壓保護(hù)在15V左右,過流保護(hù)不好測試,只知道有用。把R15改為22K,R1改為6.8K,R4改為3K,R7改為15K,R8改為2.2K。如圖3.11所示。圖3.11 調(diào)整過、欠壓保護(hù)電路參數(shù)SPWM驅(qū)動(dòng)板上的掉電檢測電路也稍修改,加大電阻,要不然還沒等到主電源掉電,那個(gè)儲(chǔ)能電容先掉電
29、了。如圖3.12所示。圖3.12 調(diào)整掉電保護(hù)電路參數(shù)溫控風(fēng)扇我設(shè)的開啟溫度比較低,可以自己改下就行了,減小溫控風(fēng)扇里面的R64和R69就行。調(diào)試部分到此就完了,后面就是帶載測試,看機(jī)器工作狀況如何了。第四部分 帶載實(shí)驗(yàn)先看機(jī)器靚照吧。下面上一張裝好的機(jī)器的圖片,如圖3.13所示。 圖3.13 安裝調(diào)試成功的作品靚照4.1 空載測試如圖4.1所示,空載時(shí),輸入直流電壓12.7V,輸入電流為445mA,所以空載功耗為:12.7*0.44=5.588W。這個(gè)效果一般,還不算特別小,降低直流高壓可以得到更小的空載功耗。 圖4.1 空載功耗測試 圖4.1 最大輸出功耗測試4.2 最大輸出功率測試如圖4.2所示,是測試現(xiàn)場,3個(gè)12V/50A的電源并聯(lián),輸出最大測試到1260W。4.3 短路保護(hù)功能測試如圖4.3所示,這個(gè)是短路時(shí)用了鑷子,可以看出,鑷子和輸出端子上都有短路時(shí)的傷痕了。
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