對逆變技術(shù)一直很感興趣,一直想正兒八經(jīng)的做一個功率比較大的逆變器,但是總是被這樣或那樣的事兒給耽擱了,現(xiàn)在準(zhǔn)備動手來實現(xiàn)一下。
暫定的構(gòu)想:
輸入電壓:48V。
輸入欠壓:42V
輸入過壓:60V
輸出電壓:220V/50Hz
輸出功率:5KVA,預(yù)計整機(jī)效率>0.9
保護(hù)方面就一些常規(guī)的保護(hù)功能,比如過溫保護(hù)、短路保護(hù),過載保護(hù)等等。
前級方案準(zhǔn)備用全橋,因為是48V電池,滿電的時候大概會有55V以上的電壓,如果用推挽的話就需要選擇150V以上的MOS管了,全橋的話使用80V或者100V的MOS管都是可以的,這樣可選的型號也多了,缺點就是驅(qū)動設(shè)計比較麻煩?,F(xiàn)在準(zhǔn)備用HY4008或者HY3810,這兩個都是常用的MOS管。
升壓變壓器準(zhǔn)備用4個PQ5050的磁芯來搞定,粗略的算了一下,假定逆變部分效率95%,阻性負(fù)載足功率輸出5000W的時候,前級需要輸出5263W的功率,平均到每個變壓器差不多1315W的功率,算上點兒效率,一個PQ5050出1400W的功率,變壓器的功率余量應(yīng)該還挺多的。
變壓器的連接方式準(zhǔn)備采用原邊并聯(lián)次級串聯(lián)的方式,打算分別用四個H橋帶四個變壓器原邊,這樣的話每個 MOS都是均流的,不用擔(dān)心某一顆MOS電流過大導(dǎo)致炸雞。電流方面,在最低電壓42V下,以0.9的整機(jī)效率計算,5000W輸出時前級平均電流132A,一個H橋模塊輸入平均電流33A,電流不算特別大,變壓器也好繞線。
關(guān)于前級閉環(huán)方面,現(xiàn)在一直在考慮是做開環(huán)的準(zhǔn)諧振還是做全閉環(huán),開環(huán)準(zhǔn)諧振的好處就是前級MOS開關(guān)損耗小,次級二極管沒有尖峰,控制也方便。全閉環(huán)的話母線電壓可以做到很穩(wěn)定,輸入的紋波電流也不會有開環(huán)的那么大,但是次級尖峰處理起來比較麻煩。由于這個是自己做著玩兒的,所以也不需要啥指標(biāo),前級的話暫定使用開環(huán)諧振的方案,省事兒。
后級逆變就很簡單了,一個經(jīng)典的全橋逆變電路搞定,功率管打算用4顆650V的IGBT,型號YGW50N65F1,4顆理論上輸出5KW的功率是夠了的,輸出電感準(zhǔn)備用兩個,一個橋臂一個,每個電感量500~600uH,兩個串聯(lián)起來就是1mH了,電感打算自己用鐵硅鋁磁環(huán)繞制,成品價格小貴,基本都在30~50一個,輸出濾波電容用一個350V10uF的電容,然后再用一個互感器采集輸出電流,后級基本就這樣。
前級升壓的驅(qū)動發(fā)波有兩種方式,一種是使用可以堆成輸出兩路PWM的電源芯片,最經(jīng)典的就是3525或者494了,國產(chǎn)的估計也是一大把,使用電源芯片發(fā)波主要是方便,電路焊接好了后就可以調(diào)試了,另外一種就是使用單片機(jī)來發(fā)波,單片機(jī)發(fā)波頻率占空比修改都很方便,而且穩(wěn)定度和精度都很高。現(xiàn)目前打算用一個單片機(jī)來搞定前級發(fā)波,選型暫定使用STC8H1K08,這個單片機(jī)自帶8路PWM還有9路ADC,可以做很多功能了。
后級的SPWM芯片準(zhǔn)備使用大家十分熟悉的APR9029,這個芯片老壽師傅在他的逆變實訓(xùn)營里用過,看起來確實不錯,功能完善,引腳也少。
輔助電源方面,肯定還是經(jīng)典的反激走起,輔助供電考慮只輸出一組12V給前級,后級的驅(qū)動采用驅(qū)動小板的方式,驅(qū)動小板自帶隔離供電變壓器和驅(qū)動光耦,雖然成本會比自舉驅(qū)動高很多,但是勝在安全,反正也是給自己做,不考慮增加的那幾塊錢成本~哈哈哈哈。具體的驅(qū)動芯片還在查找當(dāng)中,要么一個集成的電源芯片搞定,要么一個PWM芯片+MOS搞定,個人更傾向于用集成電源芯片,畢竟省事兒。
差不多初期方案就這樣,都是一些常用的線路和器件,所以做起來應(yīng)該沒啥大坑~~~,爭取明天功率部分的原理圖畫完,哈哈哈~