基于TDS2285芯片的正弦波1200W逆變器開(kāi)發(fā)指南

1、基于TDS2285芯片的正弦波1200W逆變器開(kāi)發(fā)指南以TDS2285芯片為核心，打造一款正弦波1200W逆變機(jī)器，使大家對(duì)TDS2285芯片有更深入的了解。我們知道在許多逆變的場(chǎng)合中，都是低壓DC直流電源要變成高壓AC電源，所以中間是需要升壓才能完成這一變化，我們此次討論的依然是采用高頻的方式來(lái)做逆變，采用高頻的方式相對(duì)于工頻方式來(lái)做有許多優(yōu)點(diǎn)：高轉(zhuǎn)換效率，極低的空載電流，重量輕，體積小等。也許有人會(huì)說(shuō)工頻的皮實(shí)，耐沖擊，對(duì)于這一點(diǎn)我也非常認(rèn)同，不過(guò)需要指出的是，高頻的做的好，一點(diǎn)也不會(huì)輸于工頻的，這一點(diǎn)，已經(jīng)通過(guò)我們公司的產(chǎn)品和TDS2285的出貨情況得到了肯定。所以，以下就讓大家看看TD

2、S2285芯片在該系統(tǒng)中表現(xiàn)吧！DC-DC升壓部分：此次設(shè)計(jì)是采用DC24V輸入，為了要保證輸出AC220,在此環(huán)節(jié)中，DC-DC升壓部分至少需要將DC24V升壓到220VAC*1.414=DC311V,這樣在311V的基礎(chǔ)上才能有穩(wěn)定的AC220V出來(lái)，為了能達(dá)到這一目地，我們采用非常熟悉的推挽電路TOP來(lái)做該DC-DC變換，電路圖如下：該電路圖中,GR,GL是兩路推挽PWM信號(hào)，分別驅(qū)動(dòng)由2個(gè)RU190N08并聯(lián)的大電流MOSFET。變壓器采用EE55,二極管為RHRP1520,實(shí)際可以用RHRP860就可以了，我是正好沒(méi)有860了，所以才用15120。設(shè)置輸出的空載高壓為380V,這樣，

3、變壓器就可以用33：49T這樣來(lái)繞制了，具體繞法請(qǐng)搜索論壇里的老帖，有很多都非常詳細(xì)。到此，有了DC380V了，還怕不能出來(lái)AC220嗎？呵呵下面開(kāi)始講DC-AC部分，在這部分，電路也是非常簡(jiǎn)單，請(qǐng)看下面的電路：從上圖可以看出，DC-AC部分由H橋電路構(gòu)成，通過(guò)L1,L2和C22濾波后得到純正的正弦波，輸出波形見(jiàn)下圖：LS2構(gòu)成輸出過(guò)流檢測(cè)電路，由R22構(gòu)成H橋短路保護(hù)電路，至此功率部分的電路（包括DC-DC,DC-AC）全部給出，大家看看，是不是非常簡(jiǎn)單啊，下面就看看控制這些功率元件正常運(yùn)作的小信號(hào)電路吧。最后，我將怎么樣調(diào)試TDS2285,以及其中遇到的一些小問(wèn)題，做一些分析！很多人拿到芯

4、片之后就迫不及待的用萬(wàn)用板做一個(gè)基本的電路，事實(shí)證明這樣是可行的，但是也能碰到各種各樣的問(wèn)題。如下：1、芯片通電后，第5腳上的LED閃爍，芯片6、8腳上無(wú)輸出。這個(gè)問(wèn)題是最容易出現(xiàn)，此時(shí)LED閃爍代表著芯片進(jìn)入保護(hù)狀態(tài)了，也就是故障報(bào)警模式，第9腳上接的蜂鳴器和該狀態(tài)是同步的，LED的指示狀態(tài)代表著不同的故障或者保護(hù)模式。根據(jù)規(guī)格書里面的描敘如下：LED：指示逆變器工作狀態(tài)，當(dāng)一直輸出為5V時(shí)，LED常亮，逆變工作正常；當(dāng)蓄電池電壓輸入出現(xiàn)過(guò)壓或低壓狀態(tài)時(shí)，該指示燈每隔1秒閃動(dòng)一次或者每隔1S閃爍3次。當(dāng)輸出交流過(guò)流或者短路時(shí)，指示燈每隔0.5秒閃動(dòng)一次。過(guò)壓保護(hù)出現(xiàn)時(shí)，LED每隔1S閃爍3次

5、。欠壓保護(hù)出現(xiàn)時(shí)，LED每隔1S閃爍1次。由于LED腳和BEL（蜂鳴器）腳的報(bào)警狀是同步的，所以規(guī)格書有下列描述：BEL：故障告警，該引腳上驅(qū)動(dòng)一蜂鳴器，配合LED引腳上的狀態(tài)，當(dāng)蓄電池電壓輸入出現(xiàn)過(guò)壓或低壓狀態(tài)時(shí)，該蜂鳴器隨LED指示燈每隔1秒報(bào)警一次或者每隔1S報(bào)警3次。當(dāng)輸出交流過(guò)流或者短路時(shí)，該蜂鳴器隨LED指示燈每隔0.5秒報(bào)警一次。過(guò)壓保護(hù)出現(xiàn)時(shí)，蜂鳴器每隔1S報(bào)警3次。欠壓保護(hù)出現(xiàn)時(shí)，蜂鳴器每隔1S報(bào)警1次。對(duì)于這個(gè)問(wèn)題，只要保持好第13引腳（VBAT）上的電壓在0.9V-1.3V范圍內(nèi)，就可以保證低壓和過(guò)壓保護(hù)不起作用，芯片就不會(huì)進(jìn)入過(guò)、欠壓保護(hù)狀態(tài)內(nèi)。對(duì)于12V電池輸入只要分

6、壓電阻上100K,下10K，過(guò)欠壓范圍就是10.5-14.5V,對(duì)于24V系統(tǒng)，只要分壓電阻上100K,下4.7K，過(guò)欠壓范圍就是22.5-29.5V,非常滿足設(shè)計(jì)需要。2、如果按照以上解決的辦法,LED還是閃爍，那么可能是進(jìn)入了短路保護(hù)狀態(tài)，比如0.5S閃爍一次，請(qǐng)?jiān)敿?xì)檢查第11腳（SD）上的電壓，如果電壓低于2.5V，就會(huì)進(jìn)入該保護(hù)狀態(tài)，在調(diào)試的情況下，可以斷開(kāi)外部電路，將該腳通過(guò)2.4K電阻直接接入5V上，需要注意的是：一旦TDS2285芯片運(yùn)作過(guò)程中發(fā)生該保護(hù)，只有在給芯片斷電后重新上電，芯片才能有輸出SPWM，因?yàn)樵摫Ｗo(hù)是鎖定的，不會(huì)自動(dòng)重啟！3、電路完成后，空載運(yùn)行一切正常，能輸出

7、220V正弦波，但是一帶負(fù)載就發(fā)生保護(hù),LED0.5S閃爍一次。發(fā)生該問(wèn)題是由于短路保護(hù)設(shè)計(jì)的太靈敏，H橋上的MOSFET一般要留出4倍以上的電流容量，這樣可以將短路保護(hù)的電流檢測(cè)值放大一些，在此時(shí)需要仔細(xì)設(shè)置和多次調(diào)整，確保在大負(fù)載的沖擊下，整機(jī)能可靠運(yùn)行，并且不至于發(fā)生燒毀MOSFET等功率器件的情況。4、調(diào)試TDS2285的時(shí)候，H橋上先不要通380V的高壓，先用低壓電源通電，比如通12V，檢查靜態(tài)電流，如果超過(guò)1MA，那么就是有電路問(wèn)題，需要詳細(xì)檢查的地方就是光耦驅(qū)動(dòng)電路，和MOSFET是否有壞掉的，如果只要壞掉一個(gè)零件，那么需要將光耦，MOSFET,以及MOSFET的G極電阻，不管好

8、壞都要換掉，調(diào)試起來(lái)就不至于走彎路，因?yàn)楹芏嗲闆r下，你換掉了壞的零件，一通高壓，另外的又莫名其妙的壞掉。逆變器制作全過(guò)程（新手必看）制作600W的正弦波逆變器， 該機(jī)具有以下特點(diǎn)：1.SPWM的驅(qū)動(dòng)核心采用了單片機(jī)SPWM芯片，TDS2285，所以，SPWM驅(qū)動(dòng)部分相對(duì)純硬件來(lái)講，比較簡(jiǎn)單，制作完成后要調(diào)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?yàn)椋芏鄲?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(zhuǎn)印法，等等，這樣，就不用麻煩PCB廠家了，自已在家里就可以做出來(lái)，當(dāng)然，主要的目的是省錢，現(xiàn)在的PCB廠家太牛了，有點(diǎn)若不起（我是萬(wàn)不得已才去找PC

9、B廠家的）。3.該機(jī)所有的元件及材料都可以在淘寶網(wǎng)上買到，有了網(wǎng)購(gòu)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(cuò)，如果元器件沒(méi)有問(wèn)題，如果你對(duì)逆變器有一定的基礎(chǔ)，我保證你制作成功，當(dāng)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(yàn)也有一定的實(shí)用性。下面是樣機(jī)的照片和工作波形：  一、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(qū)動(dòng)板”；“DC-DC驅(qū)動(dòng)板”；“保護(hù)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(jī)

10、的BT電壓為12V，滿功率時(shí)，前級(jí)工作電流可以達(dá)到55A以上，DC-DC升壓部分用了一對(duì)190N08，這種247封裝的牛管，只要散熱做到位，一對(duì)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(xiàn)存有的，就用了EE55。關(guān)于主變壓器的繞制，下面再詳細(xì)介紹。前級(jí)推挽部分的供電采用對(duì)稱平衡方式，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(duì)稱性，保證不會(huì)出現(xiàn)單邊發(fā)熱現(xiàn)象；二是可以減少PCB反面堆錫層的電流密度，當(dāng)然，也可以大大減小因?yàn)殡娏鞑黄胶庖鸬母蓴_

11、。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(duì)改善高壓部分的負(fù)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(nèi)阻小的管子可以提高整機(jī)的逆變效率。H橋部分的電路采用的常規(guī)電路。下面是功率主板的PCB截圖，長(zhǎng)寬為200X150MM，因?yàn)?，這部分的電路比較簡(jiǎn)單，所以，我沒(méi)有畫原理圖，是直接畫了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(qū)動(dòng)板和我的1K

12、W機(jī)器一樣，SPWM的核心部分采用了張工的TDS2285單片機(jī)芯片。關(guān)于該芯片的詳細(xì)介紹，這里不詳說(shuō)了。U3,U4組成時(shí)序和死區(qū)電路，末級(jí)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?yàn)锽T電壓會(huì)在10-15V之間變化，為了可靠驅(qū)動(dòng)H橋，光藕250的圖騰輸出級(jí)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(yàn)證明，這方式十分有效。整個(gè)SPWM驅(qū)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

13、-9P; 13P-15P; 18P-20P 分別為H橋4個(gè)功率管的驅(qū)動(dòng)引腳 23P-24P為交流穩(wěn)壓取樣電壓的輸入端。J1:1P為2285輸出至前級(jí)3525第10P的保護(hù)信號(hào)連接端，一旦保護(hù)電路啟動(dòng)，2285的12P輸出高電平，通過(guò)該接口插針到前級(jí)3525的10P，關(guān)閉前級(jí)輸出。6P-7P-8P為地GND。9P接保護(hù)電路的輸出端，用于關(guān)閉后級(jí)SPWM輸出。10P-11P接BT電源。下面是SPWM驅(qū)動(dòng)板的電原理圖和PCB截圖：3.DC-DC驅(qū)動(dòng)板 DC-DC升壓驅(qū)動(dòng)板，采用的是很常見(jiàn)的線路，用一片SG3525實(shí)現(xiàn)PWM的輸出，后級(jí)用二組圖騰輸出，經(jīng)實(shí)驗(yàn)，如果用一對(duì)190N08

14、，圖騰部分可以省略，直接用3525驅(qū)動(dòng)就夠了。因?yàn)檫@DC-DC驅(qū)動(dòng)板，和我的1000W機(jī)上的接口是通用的，所以有雙組輸出，該機(jī)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(jī)的，S2是關(guān)機(jī)的，可以控制逆變器的啟動(dòng)和停機(jī)。這驅(qū)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(qū)動(dòng)電路圖和PCB截圖：4.保護(hù)板我這次沒(méi)有做保護(hù)板，有如下原因：首先是沒(méi)有保護(hù)板該機(jī)也可以工作，加上這段時(shí)間比較忙，所以，保護(hù)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(hù)板上的接口也做了改動(dòng)，而我的樣機(jī)用的是沒(méi)有修正過(guò)的PCB板，即便是做了保護(hù)板，也

15、插不上去。我倒是希望有朋友如果用我的PCB文檔去廠家打樣，不要忘記，多給我打一套，寄給我，我就可以根據(jù)新的功率主板來(lái)畫保護(hù)板了。下面是保護(hù)部分的電路圖，是我學(xué)習(xí)了鐘工公布的3000W上用的保護(hù)電路變化而來(lái)的。二、主要部件的制作和采購(gòu)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(jī)主變用的磁芯為EE55，材質(zhì)PC40，我在杭州電子市場(chǎng)買到了一種質(zhì)量很好的骨架，立式的，腳位11加11，腳粗1.2MM。繞制數(shù)據(jù)：初級(jí)2T加 2T，用10根0.93的線。初級(jí)導(dǎo)線總面積為6.8平方MM，次級(jí)為0.93線一根，繞60T。 繞前準(zhǔn)備：  先準(zhǔn)備骨架，把骨架上22個(gè)引

16、腳，剪去4個(gè)，下面紅圈處就是表示已經(jīng)剪去的腳。上面二個(gè)獨(dú)立的腳是高壓繞組用的，遠(yuǎn)離下面的腳有利于絕緣，中間及下面的腳是低壓繞組用的，左邊是一個(gè)繞組2圈，右邊是另一個(gè)繞組2圈。繞制步驟：A),先繞二分之一的高壓繞組（次級(jí)），先在骨架上用高溫膠帶粘一層，這樣做是為了防止導(dǎo)線打滑，用一根0.93線繞一層，約30圈（注意的是，高壓繞組的線頭要做好絕緣，我是套進(jìn)一小段熱縮套管，用打火機(jī)烤一下，就緊緊包在線頭上了），再用膠帶固定住線頭，不要讓它散出來(lái)，并在高壓繞組的外面用高溫膠帶包三層。B)，下面就可以繞低壓繞組了（初級(jí)），低壓繞組分成二層繞，也就是每一層是2加2，用5根線并繞，我畫了一個(gè)圖（見(jiàn)下面圖），

17、不知大伙能不能看清楚結(jié)構(gòu)情況。 先用5根0.93線繞2圈（見(jiàn)圖二中紅線），中間留空隙，再在空隙處用另外5根線繞2圈（見(jiàn)圖二中藍(lán)線），每根線長(zhǎng)約37CM。用同樣的方法繞二層，層間包二層膠帶，這樣就相當(dāng)于用了10根線并繞。繞完低壓繞組，在繞組外用高溫膠帶包三層。繞低壓繞組要注意的問(wèn)題是：線頭留在下面，即骨架引腳處，線尾留長(zhǎng)一點(diǎn)，暫時(shí)留在骨架的上面（等繞完高壓繞組后要向下折下來(lái)）。從（圖一）可以看出，實(shí)際上，低壓繞組的頭和尾是有一段是重疊的，也就是不是2圈，而是約2.2圈，這樣做可以大大減少漏感。C)，再繼續(xù)繞高壓繞組，繞完另外的30圈，要注意的是，這30圖要和里面的30圈繞向相同，這點(diǎn)很

18、關(guān)健。如果一層繞不下，就把剩下幾圈再繞一層。D)，繞完高壓繞組后，在外面用高溫膠帶包三層，就把低壓繞組原先留在上面的線頭折下來(lái)（見(jiàn)圖三），準(zhǔn)備焊在骨架的腳上。去漆可以用脫漆劑，用棉簽沾一點(diǎn)脫漆劑，抹在線頭上，過(guò)一會(huì)兒，漆就掉下來(lái)了，就可以焊了。 E），再后在整個(gè)繞組的外面包幾層高溫膠帶，繞好的線包外觀要飽滿平整。F），現(xiàn)在可以插磁芯了，插磁芯之前要對(duì)磁芯的對(duì)接面做清潔處理，我是用膠帶粘幾下，把磁芯對(duì)接面的粉末全清潔干凈，插入磁芯，用膠帶扎緊，有條件的話對(duì)磁芯對(duì)接處用膠水做固定。我發(fā)現(xiàn)用這種方法繞制的變壓器漏感比較小。以前用銅帶繞制，漏感一般在0.8uH以上，現(xiàn)在可以做到0.4uH以下。我想原因

19、是：因?yàn)殂~帶要焊引出線頭，這樣就留下了一個(gè)錫堆，再繞高壓繞組時(shí)，中間就有一個(gè)空隙，導(dǎo)致耦合不緊。下圖為測(cè)試漏感示意圖。 如果有條件，一定要做一個(gè)耐壓測(cè)試，任一個(gè)低壓繞組對(duì)高壓繞組的絕緣要在1500V以上，這樣才可以放心使用。3. AC輸出濾波磁環(huán) 對(duì)于象我這樣純手工打造的愛(ài)好者來(lái)講，這個(gè)磁環(huán)的繞制也是十分頭痛的事。磁環(huán)是采用直徑40MM的鐵硅鋁磁環(huán)，用1.18的線，在上面穿繞90圈，線長(zhǎng)約4.5米，如果用導(dǎo)磁率為125的磁環(huán)，電感量大約在1.5mH，用導(dǎo)磁度為90的磁環(huán)，電感量大約在1mH左右。我做過(guò)試驗(yàn)，用二個(gè)這樣的磁環(huán)，每個(gè)電感量在0.7mH以上就可以正常工作了。繞制時(shí)

20、分二層，第一層，45圈，因?yàn)榇怒h(huán)外圈和內(nèi)圈的周長(zhǎng)不同，所以第一層繞時(shí)，內(nèi)圈的線要緊密排列，而外圈的線是每圈之間留有一個(gè)空隙的。繞第二層時(shí)，內(nèi)圈是疊在第一層線上，外圈是嵌在第一層線的空隙中，這樣繞出來(lái)的線圈才好看。當(dāng)然，好象是否好看，也不影響使用。下面是我在淘寶上買過(guò)磁環(huán)的網(wǎng)店（無(wú)意為商家做廣告，只是方便朋友們采購(gòu)）。注意，繞這個(gè)磁環(huán)時(shí)，一定要戴手套，否則，導(dǎo)線會(huì)讓你勒出血泡的。逆變器制作全過(guò)程（新手必看）時(shí)間：2010-08-14 00:15:21 來(lái)源：電源網(wǎng) 作者：4.散熱風(fēng)扇本機(jī)前級(jí)功率管和H橋的功率管都用風(fēng)扇散熱（安裝方法下面再詳述），這是一種小型儀表風(fēng)扇，比電腦上的CPU風(fēng)扇還要小一

21、點(diǎn)，實(shí)驗(yàn)證明，在600W輸出的情況下，H橋的4個(gè)功率管散熱不成問(wèn)題，但前級(jí)的二個(gè)功率管好象散熱不夠一點(diǎn)，如果有可能，最好用大一點(diǎn)的風(fēng)扇。這風(fēng)扇也是在淘寶網(wǎng)上買的，但現(xiàn)在這家店中好象沒(méi)有了，只能用其它差不多的風(fēng)扇代替了 三、安裝與調(diào)試：本機(jī)的安裝調(diào)試并不復(fù)雜，但安裝前必須做到二點(diǎn)：1.所有元器件必須是好的，器件的耐壓和工作電流一定要夠，盡可能用新器件，有條件的話裝前對(duì)元器件作一番測(cè)試。2.PCB質(zhì)量一定要好，裝前最好仔細(xì)地檢查一下，有沒(méi)有銅箔毛刺引起的短路等。下面我講一講各板子的安裝過(guò)程要注意的事項(xiàng)：1.功率主板：功率主板的安裝，因?yàn)槎际且恍┐笃骷园惭b是比較方便的。大功率管的安裝

22、：先把大功率管的腳彎成如下圖所示的樣子，然后把管子金屬面朝上，將管腳插入焊接孔，在功率管的金屬面上涂一點(diǎn)導(dǎo)熱硅脂，再覆蓋一層矽膠片做絕緣。再把散熱器蓋上，從PCB下面升上來(lái)一個(gè)M3的螺絲，擰在散熱器，并擰緊，這樣，散熱器就緊緊壓在大功率管上了，再在反面把管腳焊好。這種裝法，主要是更換功率管比較方便。板子裝完后，接入12V直流電，見(jiàn)上圖，按一下S1開(kāi)關(guān)，驅(qū)動(dòng)板就開(kāi)始工作了，測(cè)一下工作電流，一般應(yīng)該在40MA左右，將示波器探頭接到圖中PWM輸出處，應(yīng)該看到二路互為相反的PWM波輸出，頻率在28K左右，幅度為12V。因?yàn)檫@塊板子，當(dāng)初我畫的時(shí)候，是和我的1000W機(jī)通用的，所以，插針處有二對(duì)輸出，但

23、在600W機(jī)中只用了左邊的一對(duì)。 3. SPWM驅(qū)動(dòng)板SPWM驅(qū)動(dòng)板，因?yàn)樵骷^多，所以，安裝時(shí)一定要細(xì)心，元器件不能有問(wèn)題，也不能裝錯(cuò)。特別是板上的高速隔離光藕TLP250，買時(shí)一定要注意質(zhì)量，現(xiàn)在淘寶上的價(jià)格很亂，我曾經(jīng)買到很便宜的，全新的才2.8元一個(gè)，結(jié)果發(fā)現(xiàn)是打磨后重新印字的假貨。一般我認(rèn)為，全新東芝原裝的，價(jià)格應(yīng)該在5-6元的才是真的。裝好板子后，按下圖接上12V電源，總電流應(yīng)該在120-130MA左右。測(cè)C22二端應(yīng)該在19V左右，C23二端為15V，說(shuō)明升壓電路部分基本正常。這時(shí)，就可以用示波器在SPWM輸出端測(cè)到SPWM波形，見(jiàn)上圖右邊的引出腳。（注意：因?yàn)槎€(gè)上

24、管是自舉供電的，所以，在沒(méi)有接H橋的情況下，只能測(cè)到二個(gè)下管的SPWM波形，二個(gè)上管的波形暫時(shí)測(cè)不到的，這是正常的）。4.整機(jī)調(diào)試：為了安全起見(jiàn)，一般是前后級(jí)分開(kāi)來(lái)調(diào)試，等把前后級(jí)都調(diào)好了，再聯(lián)起來(lái)調(diào)試，就方便了。A）.前級(jí)的調(diào)試：先在電瓶的引線上接一個(gè)15A的保險(xiǎn)絲，功率主板上的高壓保險(xiǎn)絲不要裝，這樣，前后級(jí)就分開(kāi)了。插上前級(jí)DC-DC驅(qū)動(dòng)板，把萬(wàn)用表直流電壓700V檔接在高壓電解二端，開(kāi)機(jī)（按一下DC-DC驅(qū)動(dòng)板上的ON啟動(dòng)開(kāi)關(guān)），前級(jí)就啟動(dòng)了，功率主板上的高壓指示LED就亮了，這時(shí)，看直流高壓為幾V。調(diào)試DC-DC驅(qū)動(dòng)板上的R12多圈電位器，使高壓輸出在370-380V之間。此時(shí)，12V

25、的電流應(yīng)該在200MA之內(nèi)，說(shuō)明前級(jí)正常。這里如果看D極波形，應(yīng)該是雜亂的波形，因?yàn)槭强蛰d限壓的狀態(tài)下，這樣的波形是對(duì)的。這里，可以稍稍為前級(jí)加點(diǎn)負(fù)載，可以用二個(gè)100W220V的燈泡串聯(lián)起來(lái)，接到高壓解的二端，這時(shí)電瓶電流可達(dá)到12A左右，讓它工作一段時(shí)間，看看前級(jí)功率管有沒(méi)有溫升，如果溫升不明顯，可以把電瓶保險(xiǎn)絲換大點(diǎn)，繼續(xù)加大負(fù)載，一般在功率管散熱正常的情況下，前級(jí)可以加到600W左右。在加載的情況下，再看D極波形，應(yīng)該是正常的方波，稍有點(diǎn)尖峰是沒(méi)有關(guān)系的，如果尖峰過(guò)大，說(shuō)明變壓器制作不過(guò)關(guān)，要重新繞制。B）.后級(jí)調(diào)試：調(diào)好前級(jí)后，再把前級(jí)的DC-DC驅(qū)動(dòng)板拔下，在功率主板的高壓保險(xiǎn)絲座

26、上，裝上一個(gè)1A左右的保險(xiǎn)絲，在高壓電解二端接上一個(gè)60V左右的電壓，作為母線電壓，我是用一臺(tái)雙組的30V電源串起來(lái)當(dāng)成60V用。插上SPWM驅(qū)動(dòng)板，如果電路沒(méi)有問(wèn)題，這時(shí)，在AC輸出端就可以測(cè)到正弦波了，電壓大約在40V左右，可以接一個(gè)36V60W的燈泡做負(fù)載。C）.聯(lián)機(jī) 在前后級(jí)都正常的情況下，可以把前后級(jí)聯(lián)起來(lái)，完成整機(jī)調(diào)試把前級(jí)的DC-DC驅(qū)動(dòng)板重新插上，后級(jí)AC輸出端的負(fù)載去掉，接上示波器（示波器最好用1：100的高壓探頭）和萬(wàn)用表（AC700V檔），把高壓保險(xiǎn)絲換成一個(gè)0.5A的。下面要做的事是：開(kāi)機(jī)！即按一下DC-DC驅(qū)動(dòng)板的啟動(dòng)開(kāi)關(guān)，成敗在此一舉，如果后級(jí)元件耐壓沒(méi)有

27、問(wèn)題，此時(shí)，應(yīng)該在示波器上看到正弦波了，波形應(yīng)該很漂亮。這里，調(diào)整SPWM驅(qū)動(dòng)板的多圈電位器R7，就可以看到輸出電壓在變化，把它調(diào)在225V左右停下。讓機(jī)器空載工作一段時(shí)間，如果沒(méi)有出現(xiàn)意外，可以把高壓保險(xiǎn)絲換成2A的，慢慢加大負(fù)載，一般是100W，200W，400W，一步一步地加，每加一點(diǎn)讓機(jī)器老化一段時(shí)間，同時(shí)要密切注意前級(jí)功率管的溫升，如果溫度過(guò)高，要查出原因。我在裝這臺(tái)樣機(jī)時(shí)，曾遇到過(guò)300W以下一切正常，加到300W以上，H橋管子就有一個(gè)燒掉，也曾請(qǐng)朋友幫我診斷和查找原因，后來(lái)是加強(qiáng)了高壓直流和SPWM板電源的濾波就一切正常了。動(dòng)手搭建1KW純正弦逆變器-已公布全部電路！這個(gè)機(jī)器，B

28、T是12V,也可以是24V，12V時(shí)我的目標(biāo)是800W，力爭(zhēng)1000W，整體結(jié)構(gòu)是學(xué)習(xí)了鐘工的3000W機(jī)器，也是下面一個(gè)大散熱板，上面是一塊和散熱板一樣大小的功率主板，長(zhǎng)228MM，寬140MM。升壓部分的4個(gè)功率管，H橋的4個(gè)功率管及4個(gè)TO220封裝的快速二極管直接擰在散熱板；DC-DC升壓電路的驅(qū)動(dòng)板和SPWM的驅(qū)動(dòng)板直插在功率主板上。因?yàn)殡娏鬏^大，所以用了三對(duì)6平方的軟線直接焊在功率板上：吸取了以前的教訓(xùn)：以前因?yàn)镻CB設(shè)計(jì)得不好，打了很多樣，花了很多冤枉錢，常常是PCB打樣回來(lái)了，裝了一片就發(fā)現(xiàn)了問(wèn)題，其它的板子就這樣廢棄了。所以這次畫PCB時(shí)，我充分考慮到板子的靈活性，盡可能一板

29、多用，這樣可以省下不少錢，哈哈。如上圖：在板子上預(yù)留了一個(gè)儲(chǔ)能電感的位置，一般情況用準(zhǔn)開(kāi)環(huán)，不裝儲(chǔ)能電感，就直接搭通，如果要用閉環(huán)穩(wěn)壓，就可以在這個(gè)位置裝一個(gè)EC35的電感。上圖紅色的東西，是一個(gè)0.6W的取樣變壓器，如果用差分取樣，這個(gè)位置可以裝二個(gè)200K的降壓電阻，取樣變壓器的左邊，一個(gè)小變壓器樣子的是預(yù)留的電流互感器的位置，這次因?yàn)椴挥秒娏鞣答?，所以沒(méi)有裝互感器，PCB下面直接搭通。上面是SPWM驅(qū)動(dòng)板的接口，4個(gè)圓孔下面是裝H橋的4個(gè)大功率管，那個(gè)白色的東西是0.1R電流取樣電阻。二個(gè)直徑40的鐵硅鋁磁繞的濾波電感，是用1.18的線每個(gè)繞90圈，電感量約1MH，磁環(huán)初始導(dǎo)磁率為90。

30、上圖是DC-DC升壓電路的驅(qū)動(dòng)板，用的是KA3525。這次共裝了二板這樣的板，一塊頻率是27K，用于普通變壓器驅(qū)動(dòng)，還有一塊是16K，想試試非晶磁環(huán)做變壓器效果。這是SPWM驅(qū)動(dòng)板的PCB，本方案用的是張工提供的單片機(jī)SPWM芯片TDS2285，輸出部分還是用250光藕進(jìn)行驅(qū)動(dòng)，因?yàn)檫@樣比較可靠。也是為了可靠起見(jiàn)，這次二個(gè)上管沒(méi)有用自舉供電，而是老老實(shí)實(shí)地用了三組隔離電源對(duì)光藕進(jìn)行供電。因?yàn)樯厦娴男∽儔浩髟诖驑?，還沒(méi)有回來(lái)，所以這塊板子還沒(méi)有裝好。本方案中的SPWM驅(qū)動(dòng)也是靈活的，既可以用單片機(jī)，也可以用純硬件，只要驅(qū)動(dòng)板的接口設(shè)計(jì)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變器。

31、這次DC-DC功率部分的大管子，沒(méi)有用2907，而是用了深圳黃工向我推薦的RU190N08（黃工QQ541168979)，上圖中的電流應(yīng)該是190A，錯(cuò)打了180A。因?yàn)檫@管子比2907稍便宜點(diǎn)，所以我準(zhǔn)備試一試。H橋部分的大功率管，我有二種選擇，一種是常用的IRFP460，還有一種是IGBT管40N60，顯然這二種管子不是同一個(gè)檔次的，40N60要貴得多，但我的感覺(jué)，40N60的確要可靠得多，貴是有貴的道理，但壓降可能要稍大一點(diǎn)。這是TO220封裝的快恢復(fù)二極管，15A 1200V，也是張工提供的，價(jià)格不貴。我覺(jué)得它安裝在散熱板上，散熱效果肯定比普通塑封管要強(qiáng)。    這

32、次的變壓器用的是二個(gè)EC49磁芯繞制的，每個(gè)功率500W，余量應(yīng)該比較大的，初級(jí)并聯(lián)，次級(jí)串聯(lián)。用二個(gè)變壓器的理由是：1，有利于功率的輸出，2.變比小了，可能頭痛的尖峰問(wèn)題會(huì)少一些。    這幾天是馬不停蹄地在做，因?yàn)槟甑?，雜七雜八的事情總多一些，希望下個(gè)星期能上電試機(jī)。因?yàn)榻?jīng)常要在散熱板上鉆孔，還去買了一個(gè)小臺(tái)鉆。2010年2月3日：今天對(duì)前級(jí)進(jìn)行上電，第一次沒(méi)有成功，空載電流近1A，查到是變壓器的原因，后來(lái)?yè)Q了磁芯，空載降到360MA（每個(gè)變壓器180MH，基本可以接受），可見(jiàn)磁芯的重要性，而現(xiàn)在要買到幾付好的磁性實(shí)在太難了。所幸的是D極波形很好，這次的變壓器應(yīng)該做得還

33、可以了，參數(shù)是：初級(jí)3+3，用0.2*29的銅帶，次級(jí)44T，用0.74線二根。下一步準(zhǔn)備為前級(jí)加載，因?yàn)橐慌_(tái)逆變器，能不能輸出預(yù)定的功率，前級(jí)質(zhì)量是決定因素。只因那個(gè)大功率的開(kāi)關(guān)電源還有一點(diǎn)小問(wèn)題要解決，所以，加載可能還要過(guò)幾天。這照片上的穩(wěn)壓電源上顯示電流為450MA，因?yàn)椴⒉皇峭耆蛰d，我在高壓處掛了一個(gè)LED，用150K2W電阻降壓，這個(gè)指示電路要消耗近1W功率，約增加90MA的電流。2010年2月6日：今天對(duì)前級(jí)進(jìn)行加載實(shí)驗(yàn)，前級(jí)為開(kāi)環(huán)，也沒(méi)有裝儲(chǔ)能電感，分二步：第一步：加載約630W，負(fù)載是一個(gè)200R、1KW的大電阻，這時(shí)工作電流為54.5A。連續(xù)工作一小時(shí)，散熱板和190N08

34、大功率管及變壓器只有微溫，D極波形還比較好，尖峰剛露，不明顯，這時(shí)母線高壓為356V。第二步：進(jìn)一步加大負(fù)載，又掛上了二個(gè)串聯(lián)的200W燈泡，這時(shí)工作電流77.9A左右，此時(shí)，實(shí)際輸出功率在900W以上了，母線高壓降至347V，D極波形有一路能看到明顯的上沖尖峰。工作半小時(shí)，散熱板溫度為45度， 4個(gè)190N08管殼溫度：3個(gè)為46度，有一個(gè)為51度，變壓器也有點(diǎn)熱。但快速二極管一點(diǎn)也不熱。如果要逆變輸出1000W，前級(jí)起碼要能輸出1100W左右，從今天情況來(lái)看，溫升好象快了些，溫度主要集中在大功率MOS管和變壓器。因?yàn)檫@樣的結(jié)構(gòu)，換管子很麻煩，本來(lái)想把190N08換成2907，做一個(gè)對(duì)比實(shí)驗(yàn)

35、。變壓器熱，我還是認(rèn)為磁芯質(zhì)量不過(guò)關(guān)，因?yàn)樵?00W時(shí)，每個(gè)變壓器單邊繞組的電流不到20A，我用的是0.2X29MM的銅帶，有5.8個(gè)平方MM，電流密度只有3A多一些，初級(jí)繞組是不應(yīng)該發(fā)熱的；次級(jí)有0.74X2，900W時(shí)流過(guò)的電流不到3A，也不應(yīng)該熱?？磥?lái)磁芯實(shí)在太重要了。明天準(zhǔn)備用風(fēng)機(jī)對(duì)散熱板進(jìn)行主動(dòng)性散熱，加載到1050W以上。2010年2月7日    今天又繼續(xù)加大負(fù)載，再用二個(gè)150W燈泡串聯(lián)接上去，因?yàn)榭紤]到大電流時(shí)線路的壓降，把電源電壓調(diào)高了0.2V，為12.4V，但到線路板還是只有12.1V（我的電源線是用二根10平方并聯(lián)的）。開(kāi)機(jī)后，工作電流達(dá)到98.7A

36、，母線電壓為345V，母線電流為3.151A，此時(shí)，實(shí)際輸出功率為1087W。D極波形上的尖峰有點(diǎn)加高，達(dá)到45Vpp（因?yàn)槲以谠O(shè)計(jì)PCB時(shí)，沒(méi)有考慮用吸收回路，再加上尖峰也沒(méi)有達(dá)到管子的耐壓值，所以也就不去理它了）。此時(shí)，功耗達(dá)到了1194W，前級(jí)的實(shí)際效率只有91%了。變壓器溫升很明顯了，因?yàn)槲以谏岚逑旅娣帕艘粋€(gè)小風(fēng)扇，所以，管子的溫度一直在40度以下，我只讓它工作了約20分種。    小結(jié)：前級(jí)的實(shí)驗(yàn)并沒(méi)有結(jié)束，我還想用納米晶磁環(huán)做一次實(shí)驗(yàn)，但年內(nèi)肯定是沒(méi)有時(shí)間了，過(guò)了年再試了?？磥?lái)BT在12V時(shí)，要提高功率和效率，瓶頸主要是：1.變壓器，包括磁芯質(zhì)量，繞制數(shù)據(jù)及工

37、藝等；2.大功率MOS管，內(nèi)阻一定要小；3.布線及結(jié)構(gòu)，我PCB反面大電流路徑都有15-20MM寬的銅箔，填錫達(dá)2MM，還加焊了幾根4平方的銅線，結(jié)構(gòu)方面主要是散熱一定要順暢，加小風(fēng)扇是很好的辦法。2010年2月9日    今天的工作本來(lái)想把RU190N08和2907做一個(gè)對(duì)比測(cè)試，測(cè)試這二種管子在不同輸出功率時(shí)的效率情況，于是，先調(diào)整了各種測(cè)試儀表，先把已經(jīng)裝在板子上的RU190N08做了測(cè)試，測(cè)試結(jié)果如下，看來(lái)黃工的這幾個(gè)管子還是算掙氣，一路測(cè)下來(lái)，效率情況良好。    接下來(lái)就是花了一個(gè)多小時(shí)換管子，裝上了4個(gè)全新的IRFP2907，本是興沖沖開(kāi)機(jī)

38、，希望是一個(gè)很好的結(jié)果，但萬(wàn)萬(wàn)沒(méi)有想到的是-失敗！    在掛上1號(hào)負(fù)載時(shí)（二個(gè)150W燈泡串聯(lián)），工作電流達(dá)41.5A，輸入功率達(dá)523.3W，輸出功率為283.4W，效率僅為：54%。這可是做夢(mèng)都沒(méi)有想到的結(jié)果，2907管子很快發(fā)熱。    在百思不解的情況下，查看D極波形，居然出現(xiàn)了長(zhǎng)長(zhǎng)的尖峰：    一般情況下，出現(xiàn)這樣的波形，肯定是懷疑變壓器漏感太大，但我這二個(gè)變壓器在用RU190N08時(shí)，工作得很好，在掛1號(hào)負(fù)載時(shí)，根本看不到尖峰。    我再測(cè)G極波形，發(fā)現(xiàn)驅(qū)動(dòng)方波全部變成了梯形波，這才恍然大悟，原來(lái)

39、是2907的驅(qū)動(dòng)功率不足所致?？磥?lái)2907的結(jié)電容遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于RU190N08，用3525直接推動(dòng)4個(gè)2907有點(diǎn)困難。為了證實(shí)我的想法，我把柵極電阻從原先的20R換成了10R，再開(kāi)機(jī)，這時(shí)，在同樣負(fù)載下，電流下降為28.3A（用RU190N08時(shí)只有21.9A），欠激是肯定的了，因?yàn)槲业尿?qū)動(dòng)板上沒(méi)有裝圖騰柱輸出，現(xiàn)在只好等重新做了驅(qū)動(dòng)板再試了。(驅(qū)動(dòng)功率不足，D極會(huì)出現(xiàn)長(zhǎng)長(zhǎng)的尖峰，這可是第一次遇到，長(zhǎng)見(jiàn)識(shí)了??！)上圖是柵極波形，這時(shí)電阻已經(jīng)換成10R，在用20R時(shí)情況還要糟很多。上圖是從3525的11、14腳上測(cè)到的波形，已經(jīng)有點(diǎn)變形。2010年2月11日    今天花了一天

40、的時(shí)間，重新畫了一塊帶圖騰柱輸出的DC-DC驅(qū)動(dòng)板，但過(guò)年了，沒(méi)有地方能打樣了，郁悶啊，哈哈，過(guò)年了，什么都停了，廠停了，快遞停了，所以，我很不喜歡過(guò)年！2010年3月1日    過(guò)完年了，這里老壽祝大家新年快樂(lè)，萬(wàn)事如意！    帶圖騰柱輸出的DC-DC驅(qū)動(dòng)板的PCB終于來(lái)了，今天裝了一塊進(jìn)行試機(jī)。因?yàn)榧恿藞D騰柱輸出，所以2907欠激的情況大為改善，但空載電流卻比用190N08時(shí)要大很多，不去管它了，繼續(xù)實(shí)驗(yàn)下去。下面的表格是2907和190N80的工作情況對(duì)比下圖是用2907時(shí)的空載波形：下圖是用2907時(shí)，前級(jí)輸出1100W時(shí)的波形照片：從上圖可以

41、看出，空載和滿載時(shí)的波形差不多?，F(xiàn)在有二個(gè)問(wèn)題弄不明白，請(qǐng)各位探討：1.在變壓器相同的前提下，用不同的功率管，D極的波形為什么會(huì)大不相同，用190N08時(shí)的尖峰要明顯比用2907時(shí)要小，是不是結(jié)電容大小不同引起的？2.用雙變壓器的前級(jí)，用2907時(shí)的空載電流接近1A，而用190N08時(shí)不到400MA，是什么原因？小功率時(shí)，190N08的效率比2907要高，但在最大功率時(shí)，2907稍有優(yōu)勢(shì)。但發(fā)熱量，2907比190N08要小一些。2010年3月2日    下圖是今天剛裝好的SPWM驅(qū)動(dòng)板，經(jīng)測(cè)試工作正常。2010年3月4日    今天把SPWM驅(qū)動(dòng)板插上去了，一開(kāi)機(jī)，保護(hù)電路竟然誤動(dòng)作，蜂鳴器嘟嘟做響，后來(lái)請(qǐng)教了張工后，改了幾個(gè)元件的數(shù)值，問(wèn)題就解決了。    開(kāi)機(jī)成功了（這次居然沒(méi)有炸管子），正弦波波形良好，我用了二個(gè)200W一個(gè)150W的燈泡做負(fù)載，電參儀上顯示輸出功率為617W，算了一下，這