新手福利:DIY一款低成本、600W正弦波逆變電源
發(fā)布時(shí)間:2015-03-10 責(zé)任編輯:xueqi
【導(dǎo)讀】新手福利到!鑒于很多初學(xué)者對正弦波逆變器的制作非常感興趣,因此,本文介紹一款600W正弦波逆變器制作的詳細(xì)過程。這個正弦波逆變器制作比較簡單,容易成功??靵碓囋嚢伞?/strong>
該正弦波逆變器的特點(diǎn)
SPWM的驅(qū)動核心采用了單片機(jī)SPWM芯片TDS2285,所以,SPWM驅(qū)動部分相對純硬件來講,比較簡單,制作完成后要調(diào)試的東西很少,所以,比較容易成功。
所有的PCB全部采用了單面板,便于大家制作,因?yàn)?,很多愛好者都會自已做單面的PCB,有的用感光法,有點(diǎn)用熱轉(zhuǎn)印法等等,使用單面板后就不用麻煩PCB廠家,自已在家里就可以做出來,當(dāng)然,主要的目的是省錢。
該機(jī)所有的元件及材料都可以在網(wǎng)絡(luò)上買到。
功率只有600W,沒有做大功率的原因是,一來功率小點(diǎn)容易成功,二來既可以做實(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
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)動板”;“DC-DC驅(qū)動板”;“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)的BT電壓為12V,滿功率時(shí),前級工作電流可以達(dá)到55A以上,DC-DC升壓部分用了一對190N08,這種247封裝的牛管,只要散熱做到位,一對就可以輸出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,但是為了繞制方便,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。前級推挽部分的供電采用對稱平衡方式,這樣做有二個好處,一是可以保證大電流時(shí)的二個功率管工作狀態(tài)的對稱性,保證不會出現(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_。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,這里用的是二手管,才1元錢一個。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,長寬為200X150MM,因?yàn)?,這部分的電路比較簡單,就不給出原理圖了,直接畫了PCB圖,如圖1所示。
圖1:PCB圖
2、SPWM驅(qū)動板
SPWM的核心部分采用了TDS2285單片機(jī)芯片。U3、U4組成時(shí)序和死區(qū)電路,末級輸出用了4個250光藕,H橋的二個上管用了自舉式供電方式,這樣做的目的是簡化電路,可以不用隔離電源。
因?yàn)锽T電壓會在10-15V之間變化,為了可靠驅(qū)動H橋,光藕250的圖騰輸出級工作電壓一定要在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SPWM驅(qū)動板,通過J1,J2插口和功率板接通,各插針說明如下:
J2:
2P-4P;7P-9P;13P-15P;18P-20P分別為H橋4個功率管的驅(qū)動引腳。
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3525第10P的保護(hù)信號連接端,一旦保護(hù)電路啟動,2285的12P輸出高電平,通過該接口插針到前級3525的10P,關(guān)閉前級輸出。
6P-7P-8P為地GND。
9P接保護(hù)電路的輸出端,用于關(guān)閉后級SPWM輸出。
10P-11P接BT電源。
下面是SPWM驅(qū)動板的電原理圖和PCB截圖:
圖2:SPWM驅(qū)動板原理圖
圖3:PCB截圖
3、DC-DC驅(qū)動板
DC-DC升壓驅(qū)動板,采用的是很常見的線路,用一片SG3525實(shí)現(xiàn)PWM的輸出,后級用二組圖騰輸出,經(jīng)實(shí)驗(yàn),如果用一對190N08,圖騰部分可以省略,直接用3525驅(qū)動就夠了。板上有二個小按鈕開關(guān),S1、S2、S1是開機(jī)的,S2是關(guān)機(jī)的,可以控制逆變器的啟動和停機(jī)。
驅(qū)動板是用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)動電路圖和PCB截圖:
圖4:DC-DC驅(qū)動板原理圖
圖5:PCB截圖
4、保護(hù)板
這次沒有做保護(hù)板,有如下原因:首先是沒有保護(hù)板該機(jī)也可以工作;其次是:文章中的功率主板,是后來經(jīng)修正過的,保護(hù)板上的接口也做了改動,而樣機(jī)用的是沒有修正過的PCB板,即便是做了保護(hù)板,也插不上去。
圖6:保護(hù)部分的電路圖
本文主要對600W正弦波逆變器的工作原理和特點(diǎn)進(jìn)行了介紹,旨在為想要動手實(shí)踐的初學(xué)者們提供一個參考,并對設(shè)計(jì)中需要的知識進(jìn)行梳理。
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