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【DIY第二期】新做的3000W純正弦波逆變器,，已公布全部資料，步步解析原理
前些時(shí)間做了幾臺(tái)了,，朋友都拿去用了,，說還不錯(cuò)，今天上圖大家看一下
標(biāo)稱功率3000W
持續(xù)功率,；2800W
峰值功率6000W 2S,；
300次開機(jī)短路，200次短路開機(jī)
過載保護(hù)3200W 3S
短路立即保護(hù),，
電池過壓/欠壓保護(hù)齊全?。。,?！
前級(jí)16管MOS,，后級(jí)四個(gè)50N50
整機(jī)半成品重4KG
看到貼子有這么長(zhǎng)了，作為逆變器余業(yè)玩家的我甚是感到高興,，時(shí)到五一了,，也有了點(diǎn)時(shí)間打打字了，剛好也馬上到了本其DIY結(jié)束的時(shí)間了,，為了方便大家學(xué)習(xí)和交流,，我在這里淺要的說下此款逆變器的設(shè)計(jì)過程和原理圖的局部淺析，小弟專業(yè)不精,，有說不對(duì)的地方請(qǐng)各位高手前輩拍磚,！
進(jìn)入正題。,。,。。,。,。
一、此款逆變器的基本情況（架構(gòu),，組成）
總括的說,，這是一款24V逆變器，這款逆變器由三個(gè)部分組成,，1,、前級(jí)驅(qū)動(dòng)板；2,、后級(jí)驅(qū)動(dòng)板,；3、功率主板,。
1,、前級(jí)驅(qū)動(dòng)板上主要是由三個(gè)小部分組成，一個(gè)輔助電源部分,，一個(gè)部分是PWM驅(qū)動(dòng),，第三個(gè)部分是保護(hù)部分；
2,、后級(jí)驅(qū)動(dòng)板主要由三個(gè)部分組成,，一個(gè)是SPWM信號(hào)的產(chǎn)生（單片機(jī)完成）部分，一個(gè)是硬件RC死區(qū)時(shí)間設(shè)置部分,；再一個(gè)就是IR2110的驅(qū)動(dòng)部分,。
3、功率主板主要由四個(gè)部分組成，一個(gè)是前級(jí)升壓及整流濾波,，第二個(gè)是后級(jí)H全橋正弦變換部分,，第三個(gè)是穩(wěn)壓反饋部分；第四個(gè)是LC濾波部分
二,、電路結(jié)構(gòu)及原理分析
1,、前級(jí)驅(qū)動(dòng)板
A、輔助電源
電路的功能就是將功24V的電池電壓降到13-15V左右然后再經(jīng)過LM7812穩(wěn)成12V后供給整機(jī)電路的控制部分供電,，先上圖：
在這個(gè)電路中,，BT 輸入電壓范圍可以達(dá)到 15-36V,而輸出穩(wěn)定在 12V.Q1也可以用 P 型的MOS 管，適當(dāng)?shù)倪x取不同型號(hào)的P管可以將電壓做到 60V左右,。
下面來講一下這個(gè)電路的工作原理,，電路起動(dòng)的瞬間，電源通過 R21 提供 Q1足夠大的基極電流,，Q1飽和導(dǎo)通,，其集電極電流一部分通過 L1 給 C121 充電供給負(fù)載，一部分儲(chǔ)存 在 L1 里,。當(dāng) C21 兩端的電壓超過 15V 時(shí) Q4導(dǎo)通,，Q3也導(dǎo)通導(dǎo)致 Q1的基極電位上升，電流減小,，C12的上端的電位下降,，由于 C12兩端的電壓不能突變,，Q3 基極的電位繼續(xù)迅速下降,，Q1 的基極電位迅速上升直到快速關(guān)斷，Q1關(guān)斷后 L1 的儲(chǔ)能通過續(xù)流二極管 D7釋放給 C15 和負(fù)載,，然后開始下一個(gè)周期的循環(huán),。
B、PWM驅(qū)動(dòng)部分
先上圖,，再做解析
這是一個(gè)SG3525和專業(yè)MOS驅(qū)動(dòng)TC4452組成的強(qiáng)驅(qū)動(dòng)能力驅(qū)動(dòng)電路,，TC4452的驅(qū)動(dòng)能力和反應(yīng)時(shí)間都相當(dāng)?shù)捏@人，內(nèi)部集成了MOS圖騰,，驅(qū)動(dòng)能力達(dá)到了13A,。
當(dāng)這部分電路接入12V的電源后，SG3525得電,，進(jìn)而由內(nèi)部振蕩器和外部振蕩電容C11電阻R6及死區(qū)時(shí)間設(shè)置電阻R17構(gòu)成的振蕩電路產(chǎn)生鉅齒波,，為整個(gè)IC提供時(shí)鐘源，讓IC進(jìn)行工作狀態(tài),，因?yàn)榻尤肓碎_機(jī)軟啟動(dòng)電容C14,，開機(jī)后輸出的矩形脈沖是先從最小占空比變化到50%的狀態(tài)的，主要是保護(hù)此信號(hào)所推動(dòng)的MOS不是一開機(jī)步工作在較大的占空比狀態(tài),，減輕了開機(jī)瞬間MOS的沖擊壓力,。
了解一下SG3525,，其PWM輸出是11腳和14腳且兩腳輸出波形相位相差180度，互為反相,。這兩路信號(hào)輸出后通過兩個(gè)限流電阻R16和R18分別接到TC4452的PWM信號(hào)輸入端進(jìn)行射隨放大（就是幅度不變,，電源放大的意思，因?yàn)樯錁O跟隨器本來就有這個(gè)功能）,，在引入TC4452前大家看到了分別有兩個(gè)10K的電阻將PWM信號(hào)拉到地,，這有什么用呢，共實(shí)這個(gè)下拉非常有必要,，兩個(gè)作用,，一是給SG3525的PWM信號(hào)加一個(gè)假負(fù)載，使信號(hào)穩(wěn)定不浮躍,，二是在關(guān)閉逆變器控制部分的開關(guān)后,，能將TC4452的信號(hào)輸入端有一個(gè)穩(wěn)定的低電平，使TC4452在關(guān)機(jī)時(shí)不會(huì)因?yàn)橐恍└啥a(chǎn)生高電平,，使功率板上的MOS柵極同時(shí)產(chǎn)生高電平,，在大容量電池供電情況下導(dǎo)通而炸管。
簡(jiǎn)單的提醒一下各位新學(xué)逆變的朋友,，不管用的是專業(yè)驅(qū)動(dòng)還是三極管組成的圖騰柱電路,，在SG3525/TL494的PWM輸出到專驅(qū)或圖騰的輸入端間一定要接一個(gè)1-10K內(nèi)的下拉以保證MOS管的安全！
在這部分電路SG3525的應(yīng)用時(shí)采用了淺閉環(huán)調(diào)制,，其原理是,，給SG3525的2腳引入一個(gè)固定基準(zhǔn)，就是現(xiàn)在的5V（由SG3525的16腳產(chǎn)生）,，1腳接前級(jí)升壓后的高壓分量,，當(dāng)輸出高壓的分量大于2腳上的固定值時(shí)，SG3525的誤差放大器將會(huì)將大于2腳的電壓的變量作為誤差,，對(duì)其進(jìn)行放大,，誤差放大的量來對(duì)PWM的占空比進(jìn)行調(diào)制，使逆變器在開機(jī)空載時(shí)有一個(gè)很小的靜電流,。做好這一功能的原則是,，在空載時(shí)能使PWM的占空比達(dá)到最小，在帶載的時(shí)候要馬上將占空比拉到最大,。
關(guān)于此貼,，現(xiàn)已將全部技術(shù)資料公布在286樓，要的朋友可以到那里去下載：主要包括：
《3000W純正弦波逆變器設(shè)計(jì)報(bào)告》這里面將所有的技術(shù)原理和制作過程及會(huì)出現(xiàn)在一些問都羅列,。
前級(jí)驅(qū)動(dòng)電路圖
后級(jí)驅(qū)動(dòng)電路圖
功率板電路圖
前級(jí)驅(qū)動(dòng)PCB文件
后級(jí)驅(qū)動(dòng)PCB文件
功率板PCB文件
本機(jī)所用PIC單片機(jī)引腳手冊(cè)
本機(jī)變壓器及磁環(huán)設(shè)計(jì)圖紙
3000W這個(gè)空載電流看著就爽,，絕對(duì)不空耗電
前級(jí)驅(qū)動(dòng).pdf
直流輸入電壓24V，效率在2800W時(shí)85%；
關(guān)天前級(jí)是否穩(wěn)壓,，是仁者見會(huì)智者見智啊,，主要看兩級(jí)結(jié)構(gòu)，特別是后級(jí),，如果后級(jí)完全可以穩(wěn)壓的話,，前級(jí)穩(wěn)壓個(gè)人覺得沒有必要,，直接開環(huán)就是了,，在滿足正弦曲線的前提下,，穩(wěn)壓讓后級(jí)來做，省心省事,；
如果后級(jí)沒有穩(wěn)壓功能,，那么就必須用前級(jí)來穩(wěn)壓，這個(gè)相當(dāng)?shù)穆闊?，如果要機(jī)器有一個(gè)穩(wěn)定的負(fù)載調(diào)整率,，那么設(shè)計(jì)的閉環(huán)參數(shù)就必須一直跟蹤正弦曲線，我想這等技術(shù)不是我這樣的非專業(yè)能做到的,。
像我現(xiàn)在用的方案主要就是前級(jí)開環(huán),，但也用了一個(gè)小小的閉環(huán)，用到限制空載電流,。
昨天沒有加散熱器帶800W電爐,，前級(jí)管沒有升溫，后級(jí)四個(gè)高壓管微熱,，本想再帶一個(gè)800W的電爐的,，但還是算了吧，后級(jí)幾個(gè)管子真的很貴,，仙童的40N50,，燒了不劃算，所以今天加了散熱片,，上圖----- 
700多W的波形 
看波形 
1600W波形 
看下電壓的變化： 
大家看到了的電壓變化大約為3V，前幾臺(tái)帶了2100W的電磁爐電壓下降也不過3V,，可惜沒照下來,；而且電壓會(huì)回升到差不多224。5V左右,，因?yàn)檩敵黾恿薔TC,，大家也知道什么原因了。呵呵
這斷時(shí)間應(yīng)各位朋友的要求,，說3000W功率太大,，成本太高，DIY起來比較心疼；所以讓我做小一些的,，好省點(diǎn)錢來做,，小弟花了幾天時(shí)間又炮制了一款500W的，呵呵,，還沒有打樣回來,，先上效果圖了。,。,。。,。,。  |
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每次畫完板都覺得不是那么好，哎,，啥時(shí)候有個(gè)人帶下才專業(yè)點(diǎn)?。?/p>
這款500W設(shè)計(jì)的思路是：兩個(gè)主變用EI30,，主要是想讓逆變器也走超薄路線,，預(yù)計(jì)高度不超過5CM；
前級(jí)還是3525,，后級(jí)PIC+2110,，保護(hù)功能 短路，過載,，欠/過壓=====都是些基本功能,；
空載電流打算控制在200MA以內(nèi)；
為了保證在輸入電池欠壓的時(shí)候還能讓后級(jí)保證在正弦曲線上工作,，加入了9-15V的升壓模塊,，使電路不管在什么時(shí)候都能有12V輸出，確保失真小,，電壓穩(wěn)?。。,?！
為了更好的支持DIY，我將原理圖貼也,，PCB相信大家都畫得比我好,。
500W是不是也太小了點(diǎn)？或者說是否可以將DC-DC和H橋逆變做成兩塊板,，DC-DC部分500-1KW,，H橋功率適當(dāng)加大1-2KW,，這樣可更大范圍的適應(yīng)大家的需要
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