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1000W正弦波逆变器制作过程详解

2013-07-19 10:26阅读：

http://blog.sina.cn/dpool/blog/u/2536139754

1000W正弦波逆变器制作过程详解
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。
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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：
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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。

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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。
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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。

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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。


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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。
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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。
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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。
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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。


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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。
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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。
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