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【我是工程師第四季】48V-220V大功率正弦波逆變器硬件實現過程
閱讀: 20585 |  回復: 49 樓層直達

2018/01/27 13:43:43
1
逆器電源[實習版主]
電源幣:30 | 積分:22 主題帖:14 | 回復帖:140
LV6
團長

QQ截圖20160321155901 內容精選】管理員精心選擇的優質內容 快來討論吧


  方案名稱:純正弦波逆變器制作過程

  輸入電壓:DC42-58V     輸出電壓:純正弦波AC220V (可無級調節)

  目標功率:5000W   (能上多大算多大) 

  保護措施: 過壓、欠壓保護,在45V啟動低電壓報警,模仿UPS低電壓滴滴聲,電壓越低節奏越快,直達低于40V欠壓關斷。

  過溫保護: 散熱器溫度超過40度,啟動風扇,隨著溫度越高,風扇轉速自動提高,超過75度停止輸出保護。

  逆變器開機軟啟動,電壓慢慢提到額定電壓, 當短路情況時會鎖死,延時2S,軟啟動重啟,短路沒有減除會重復嘗試啟動,當過載發生是也會發生同樣的動作。

 樣機圖:

這兩張圖是組裝完的圖,但是還沒有做完全部調試,整個的制作過程及一些經驗分享我會在后面慢慢貼出來 

  

  

2018/01/28 16:34:38
2
flying123
電源幣:4456 | 積分:10 主題帖:45 | 回復帖:414
LV6
團長
沙發
2018/01/29 08:19:11
3
廖遠方
電源幣:20 | 積分:5 主題帖:18 | 回復帖:1259
LV9
軍長
這種布局我喜歡.贊一個!
2018/01/29 16:32:43
7
逆器電源[實習版主]
電源幣:30 | 積分:22 主題帖:14 | 回復帖:140
LV6
團長
感謝支持哈哈
2018/01/29 10:07:52
4
逆器電源[實習版主]
電源幣:30 | 積分:22 主題帖:14 | 回復帖:140
LV6
團長
高頻逆變器的主拓撲體結構都是大同小異,但是在PCB的布板上是很有技術要求的,在按照規則的前提下還要考慮的電氣原理,哪些線路可以怎么走,哪些線路不能怎樣走,都是覺得一個產品的性能可靠性的重要因素,也是在調試板子的時候就會發現,有些板子很難調,有的板子很好調,都是跟PCB走線有直接關系,

這個板子的原理圖和PCB都是自己畫的,所以在布板的時候會清晰一點 這個逆變器在  我是工程師第二季就發出來過 貼出地址感興趣的朋友可以看一看,這個貼http://www.nttcow.live/bbs/1516555.html  當時這個1500W的沒有完全弄完,出現的問題很多 僅實現了功能,穩壓效果不理想等 ?,F在這板在原來的基礎上加了很多的完善。 加上了后級穩壓

2018/01/29 10:44:07
6
逆器電源[實習版主]
電源幣:30 | 積分:22 主題帖:14 | 回復帖:140
LV6
團長

廢話不多說

后級整理管有的30A600V MBR30600

前級的功率管準備用200V的IRFP4668, 八只 。但是現在沒有現成的,所以先裝4只FQA5525先調試,MOS管用的TC4427A雙路驅動,一路驅動2顆MOS管,一顆芯片驅動4顆MOS管,前級推挽用8顆MOS管 兩片TC4427驅動,大家看圖可以發現,驅動IC離MOS很近,這是非常重要的,驅動IC離MOS越近越可靠,驅動波形也會越漂亮的,我看多很多設計,MOS管拉得老遠結果帶負載時驅動波形到處長毛,那是不好的。

看到白色DIP封裝的是一顆電流采樣光耦A7840,對輸出交流的電流采樣,變頻器上??梢砸姷剿纳碛?,個人覺得還是挺好用,就是有個缺點就是需要兩路5V的供電,加上有點小貴。

接下來看一下輔助電源,EE19 5+5變壓器,手工打造 ,輔助電源的可靠性對于逆變器或者開關的性能影響是非常大的,輔助電源必須保證其可靠穩定性 我這個輔助電源的驅動IC 是3843 經典電路不多分析。

測試輔助電源是的照片,可以看到輔助電源的MOS驅動波形是很穩的,不抖更不能有滋滋聲。加一個風扇200MA 電壓輸出電壓基本不變。輸入電壓15V-70V占空比平滑變化,輸出電壓不動。

2018/08/04 10:36:48
41
y小技工
電源幣:0 | 積分:3 主題帖:1 | 回復帖:1
LV1
士兵
樓主 ,我用一個純正弦300W歐的逆變器帶額定功率248W的75寸電視,屏幕會閃,無法完全啟動,測試其時實功率約為240W左右,而啟動80寸的電視機額定功率差不多的完全沒問題,兩者只是背光源不一樣 ,這個什么情況?
2018/11/08 08:45:10
45
逆器電源[實習版主]
電源幣:30 | 積分:22 主題帖:14 | 回復帖:140
LV6
團長

應該是你逆變器功率小了,逆變器的功率起碼要比電視機功率大2-3倍才穩妥


2018/12/12 10:50:07
48
空軍通信兵
電源幣:10 | 積分:6 主題帖:6 | 回復帖:350
LV8
師長
不一定是逆變器功率小造成的,可能和輸出220V里面的高次諧波有關,在輸出端加一級到兩級EMI濾波器可能能解決問題。我在淘寶上買的1000W(連續輸出1KW)12V逆變器帶我的一體機電腦,電腦是12V5A的,屏幕也閃,把我的一體機電腦都燒掉了。用500W的修正逆變器屏幕不閃。
2018/02/01 17:42:40
19
ly354889
電源幣:0 | 積分:0 主題帖:1 | 回復帖:23
LV1
士兵
**此帖已被管理員刪除**
2018/02/02 08:54:13
23
逆器電源[實習版主]
電源幣:30 | 積分:22 主題帖:14 | 回復帖:140
LV6
團長
是直流輸出吧,這種電源最主要的是主電路結構的設計,絕緣方面的設計,輸出電壓采樣的設計,其他的控制電路跟普通電源差別不大,單片機控制的話PID控制一定要做好。
2018/11/08 08:11:55
43
chen2011qian
電源幣:42 | 積分:5 主題帖:76 | 回復帖:331
LV8
師長
你好樓主我最近也在調試一款48V單EE55變壓器出1500瓦的逆變器有點問題請教大師還望大師多多指教!
2018/11/08 08:11:57
44
chen2011qian
電源幣:42 | 積分:5 主題帖:76 | 回復帖:331
LV8
師長
你好樓主我最近也在調試一款48V單EE55變壓器出1500瓦的逆變器有點問題請教大師還望大師多多指教!
2018/12/06 21:40:18
47
逆器電源[實習版主]
電源幣:30 | 積分:22 主題帖:14 | 回復帖:140
LV6
團長

可以


2018/01/29 10:27:08
5
電源網-璐璐
電源幣:1092 | 積分:76 主題帖:268 | 回復帖:1499
LV10
司令
2018/01/29 16:33:16
8
逆器電源[實習版主]
電源幣:30 | 積分:22 主題帖:14 | 回復帖:140
LV6
團長
感謝支持哈哈哈
2018/01/30 12:33:25
9
逆器電源[實習版主]
電源幣:30 | 積分:22 主題帖:14 | 回復帖:140
LV6
團長

手工焊接的驅動板,沒辦法需要這么多器件才能實現功能

空載時出正弦波了

輸入電壓42V,母線電壓322V,輸出交流電壓223V

輸入電壓55V 母線電壓426V,輸出電壓222V。

帶點小負載試試 ,電壓及波形是不動的。

軟啟動波形

2018/01/30 17:58:11
10
liaodeqing18
電源幣:34 | 積分:0 主題帖:11 | 回復帖:91
LV4
連長
霸個位                                 
2018/01/30 19:24:36
11
xd285070
電源幣:60 | 積分:7 主題帖:27 | 回復帖:89
LV7
旅長
不知道能不能搞直流可調輸出??!
2018/01/30 21:36:24
12
逆器電源[實習版主]
電源幣:30 | 積分:22 主題帖:14 | 回復帖:140
LV6
團長
可行,后級就是一個的D類放大器,加基準源就可以,可正負極性輸出 但目前控制板沒加這個功能
2018/01/31 16:50:19
14
xd285070
電源幣:60 | 積分:7 主題帖:27 | 回復帖:89
LV7
旅長
高壓直流可調電源很少,很少的,而且相當貴,調試llc那些很是方便
2018/01/31 18:07:56
15
逆器電源[實習版主]
電源幣:30 | 積分:22 主題帖:14 | 回復帖:140
LV6
團長

我有空去做一下這個實驗,之前是做過的,但是沒有做恒流,不敢隨便玩,畢竟母線電壓很高

2018/01/31 21:54:22
16
870694706
電源幣:18 | 積分:6 主題帖:8 | 回復帖:61
LV5
營長
兩個變壓器PQ5050吧這個好像搞不了5000W 吧,我的板子設計是4個PQ5050打算出5000W,可以見我的帖子
2018/02/01 09:32:08
18
逆器電源[實習版主]
電源幣:30 | 積分:22 主題帖:14 | 回復帖:140
LV6
團長
你也用的是48V輸入嗎,有沒有連接看看
2018/02/01 20:17:46
20
870694706
電源幣:18 | 積分:6 主題帖:8 | 回復帖:61
LV5
營長
我板子是通用的可以看看我的帖子
2018/02/02 09:06:57
24
逆器電源[實習版主]
電源幣:30 | 積分:22 主題帖:14 | 回復帖:140
LV6
團長

看到你的帖子確實很震撼,我等MOS管回來后就裝上去試一試效果

2018/02/02 19:22:28
25
gaobao_1
電源幣:24 | 積分:0 主題帖:3 | 回復帖:61
LV4
連長
樓主的變壓器真漂亮啊,板子也不錯花了不少功夫吧,學習。樓主說說體會
2018/03/04 18:33:32
34
逆器電源[實習版主]
電源幣:30 | 積分:22 主題帖:14 | 回復帖:140
LV6
團長
只能說做一個產品不容易,目前還卡殼在輸入電流在問題,帶到3000W就上不去了,因為峰值電流過大在原因、、
2019/08/10 01:53:29
50
博貓游戲_Q_3999_398_
電源幣:0 | 積分:3 主題帖:0 | 回復帖:2
LV1
士兵
謝謝老師 有問題找百度 不如找電源網
2018/01/30 22:05:08
13
貓虎的
電源幣:0 | 積分:0 主題帖:0 | 回復帖:5
LV1
士兵
666,大神的操作就是6
2018/02/01 08:55:42
17
yywang
電源幣:94 | 積分:0 主題帖:12 | 回復帖:164
LV6
團長
霸氣
2018/02/01 22:23:42
21
ly354889
電源幣:0 | 積分:0 主題帖:1 | 回復帖:23
LV1
士兵
**此帖已被管理員刪除**
2018/02/02 08:44:07
22
逆器電源[實習版主]
電源幣:30 | 積分:22 主題帖:14 | 回復帖:140
LV6
團長

輸出是220V正弦交流電

2018/02/03 23:35:50
26
逆器電源[實習版主]
電源幣:30 | 積分:22 主題帖:14 | 回復帖:140
LV6
團長

今天調試一下,還是有很多發現的,最大的發現就是逆變器沒那那么簡單??! 

   慢慢說一下我一天的調試過程..各位高手一起分析》》》》》

下圖是買的MOS管和IGBT,雖然的是拆機的,但是話說的好:好器件不如好設計嘛~~主要還是qiong

裝機:

背面準備過大電流,上了錫

裝完,斷開后級上電,看下MOS驅動波形

看一下DS波形,DS波形也是很干凈,(空載)沒什么尖峰電壓,哪有說的那么恐怖...

斷開中間電壓的欠壓保護看一下H橋IGBT的驅動波形+12V -5v(上下管)

準備好了上負載,負載時地上的電阻負載,供電用艾默生的U2900模塊,53V輸出,最大電流是60A輸出,先帶個1000W看看

紫色是輸出的電壓波形,中間彎了找不到原因,綠色為輸入電流波形,看似還正常

再加負載電源帶不起來,于是換大的電源柜。。

換100A大電源柜繼續帶負載

負載加到2500W

發現不對勁的地方,100A的電源柜輸出61A時就亮CC模式,什么鬼~~

查看電流波形...

綠色為輸入的電流波形,可以看到輸入電流的波形峰值達到100A,所以電源柜亮C.C模式,這個問題之前在斬波電路中遇到過的。但是在推挽升壓中也這么厲害,哪位大神路過請指教~~

先這樣,帶一會負載看看溫升,前級推挽MOS溫度到60,H橋IGBT是20度,輸入電容溫度57,整流管溫度35 變壓器線包54度.

還是風冷,看來是很不正常的工作了。。

我想是不是變壓器次級串聯電容引起的,于是用導線短接諧振電容  ,帶上1000w一瞬間火花四濺,嚇得趕緊關掉電源柜,

有可能跟買的接腳MOS管有關,MOS用的90A 200V 耐壓。

經檢查,只壞了兩只MOS管,和驅動IC 換好之后繼續干:100A的電源柜太猛,炸管容易嚇到,所以用艾默生電源模塊帶2000W,由于模塊在輸出60A就進入CC,所以峰值電流被嵌位。

紫色為DS波形,發現有很強的毛刺。

我的天,毛刺在帶負載居然冒出這么高。。200V耐壓的MOS到極限了、

于是經過半天的敲打實驗,中途又炸了兩只MOS管。 

最終在次級繞組串聯100u電感,發現發現輸入電流波形平滑很很多。。發現一個規律,隨著傳入的電感加大,DS的尖峰越高,中間電容的電壓越低,繼續加大電感,輸入電流波形越平滑 DS尖峰電壓越高,中間電壓越的,繼續加大....MOS 擊穿短路了。忘記MOS耐壓是200V

調整最佳電感量的,使輸入電流波形,中間電壓,DS峰值電壓都可以接受的情況下帶2000W負載,算了一下效率 也在91.37% 

這是今天的實驗過程,明天繼續探索,希望已經有這方面經驗的朋友,大神指點一下 

2018/02/04 07:54:52
27
楊占倉
電源幣:1 | 積分:3 主題帖:4 | 回復帖:17
LV3
排長
樓主真牛
2018/02/06 09:37:13
28
tianyao9393
電源幣:352 | 積分:11 主題帖:9 | 回復帖:112
LV5
營長
看了樓主調試的過程過程,  我覺得你的機器還會出很多問題,    機器屬于實驗階段
2018/02/06 13:49:14
29
逆器電源[實習版主]
電源幣:30 | 積分:22 主題帖:14 | 回復帖:140
LV6
團長
知道還會出很多問題就分享分享你的經驗唄
2019/08/10 01:54:09
51
博貓游戲_Q_3999_398_
電源幣:0 | 積分:3 主題帖:0 | 回復帖:2
LV1
士兵
謝謝老師了
2018/02/07 10:24:16
30
烏托邦蝸牛
電源幣:0 | 積分:3 主題帖:0 | 回復帖:3
LV1
士兵
自己會的人說這種話,那叫輕狂,因為有好多大牛都不會說話的;自己不會還說這種話,那叫無知;自己會一點說這種話,說明不是學生就是底層員工。
2018/02/09 09:27:41
33
tianyao9393
電源幣:352 | 積分:11 主題帖:9 | 回復帖:112
LV5
營長
兄弟,說話別那么頂 啊, 看來你是屬于心態非常不行的人,我沒有說什么,你就跟我上了一課?如果你是做技術,你就不會跟我那么說話了
2018/02/09 06:18:09
32
taogaowei
電源幣:0 | 積分:3 主題帖:0 | 回復帖:5
LV1
士兵
大家過零都做的很明顯,安全第一安全第一!
2018/02/07 15:36:16
31
逆器電源[實習版主]
電源幣:30 | 積分:22 主題帖:14 | 回復帖:140
LV6
團長

有做了實驗,最大上到48V/ 75A  輸出3000W,加負載已經加不上去,電源柜亮C.C  電流波形實在太難看 效率也不好,帶了10分鐘,主要發熱是前級,后級的溫度是可以接受。

2018/03/07 13:31:52
36
xzszrs[榮譽版主]
電源幣:1723 | 積分:72 主題帖:103 | 回復帖:1779
LV11
統帥
對于這種逆變器,如果變壓器次級串CBB工作在串聯諧振模式,輸入電流的紋波分為兩種,一種是高頻紋波,也就是前級開關頻率2倍的頻率。這個紋波好濾除,因為頻率高。另外一種是由于輸出50HZ產生的100HZ的紋波,這個需要很大的輸入電容和直流高壓濾波電容,看你的只有2個電容對于5000W的功率遠遠不夠,建議上到最低0.5Uf/W左右,我的5000W逆變器用了4只470Uf電容面強夠用。輸入紋波為100HZ饅頭波是正常的,這個紋波不能消除只能減小。也可以電池端串電感減小。
2018/03/09 13:17:20
38
逆器電源[實習版主]
電源幣:30 | 積分:22 主題帖:14 | 回復帖:140
LV6
團長

我一直開始遇到這個問題時在懷疑我的電路是不是存在問題,還是PQ5050磁芯變壓器存在這種特性,也見過做推挽前級很少看到PQ5050的磁芯,看到前輩的回答終于有點頭緒,原來這種逆變器都存在100HZ電流這個問題, 按我的理解就是,前級推挽不儲能,所以導致輸入電流波形跟隨輸出電流波形。在這里還想問前輩兩個問題,推挽變壓器是否要開氣息來儲存能量,來平滑輸入電流, 2,在BAT+輸入串入L2來平滑電流行不行?  3、在整流后串入L1 工頻電感器來實現   在就是加大輸出電容,這個方法在前輩解答后我就做了實現,并入1000Uf電容確實輸入電流平滑很多,但是體積較大啊, 我想探索一種比較好的解決方案。謝謝大家幫忙。

2018/03/16 16:32:10
39
xzszrs[榮譽版主]
電源幣:1723 | 積分:72 主題帖:103 | 回復帖:1779
LV11
統帥
變壓器如果硬開關絕對不能加氣隙,漏感越小越好。如果是次級串CBB軟開關可以加一點點氣隙0.05-0.1mm。濾波一般加大電容就可以了,電池端串電感的也有。
2018/10/09 16:11:58
42
小鋒___開車啦
電源幣:1 | 積分:0 主題帖:0 | 回復帖:29
LV3
排長

師父,你好,我想問下刺激輸出為什么串聯一個電容C26呢?

2018/12/12 10:56:44
49
空軍通信兵
電源幣:10 | 積分:6 主題帖:6 | 回復帖:350
LV8
師長

說的完全正確,反激式開關電源變壓器才要求有氣息,加電感的目的是減小逆變器產生的尖鋒電壓流入電池包里。

2018/03/06 10:07:28
35
五行燒友
電源幣:78 | 積分:4 主題帖:13 | 回復帖:193
LV5
營長
好機支持,看的熱血沸騰
2018/03/08 14:10:36
37
plc_avr
電源幣:0 | 積分:0 主題帖:6 | 回復帖:90
LV6
團長
手藝不錯~,看樣子是單極性調制。有明顯示的過0畸變
2018/07/31 23:20:47
40
NewThorPower
電源幣:0 | 積分:3 主題帖:0 | 回復帖:21
LV2
班長
做的很漂亮!
2018/11/09 09:12:43
46
fm881
電源幣:10 | 積分:1 主題帖:10 | 回復帖:426
LV7
旅長
樓主成功了嗎?怎么樣了,沒有下文了。
2019/08/10 01:55:00
52
博貓游戲_Q_3999_398_
電源幣:0 | 積分:3 主題帖:0 | 回復帖:2
LV1
士兵
謝謝樓主
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