一、電路原理:
該逆變器分為3大部分,每一部分做一塊PCB板。分別是“功率主板”;“SPWM驅動板”;“DC-DC驅動板
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。
該機的BT電壓為12V,滿功率時,前級工作電流可以達到55A以上,DC-DC升壓部分用了一對IRFP2907z,這種247封裝的場效管,只要散熱做到位,一對就可以輸出600W,主變壓器用了EE55的磁芯,其實,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。關于主變壓器的繞制,下面再詳細介紹。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,當然,也可以大大減小因為電流不平衡引起的干擾。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。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,用內阻小的管子可以提高整機的逆變效率。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,因為,這部分的電路比較簡單,所以,我沒有畫原理圖,是直接畫了PCB圖的。該板布板時,曾得到孔工的提示幫助,特在此表示感謝。
2. SPWM驅動板
,SPWM的核心部分采用了張工的TDS2285單片機芯片,這里不詳說了。U3,U4組成時序和死區(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。
因為BT電壓會在10-15V之間變化,為了可靠驅動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),實驗證明,這方式十分有效。
整個SPWM驅動板,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的保護信號連接端,一旦保護電路啟動,2285的12P輸出高電平,通過該接口插針到前級3525的10P,關閉前級輸出。
6P-7P-8P為地GND。
9P接保護電路的輸出端,用于關閉后級SPWM輸出。
10P-11P接BT電源。
下面是SPWM驅動板的電原理圖和PCB截圖:


如左邊的R10 R11 R12,C15 C16 C17,是DC-DC升壓電路的吸收回路,因為本機前級用的是準開環(huán),如果變壓器漏感不大,這六個元件可以不裝,我的樣機就沒有裝。
2.DC-DC驅動板:
這塊驅動板,沒有什么難度,只要元件是好的,且沒有裝錯東西的話,一般可以一次開機成功。
先在電瓶的引線上接一個15A的保險絲,功率主板上的高壓保險絲不要裝,這樣,前后級就分開了。插上前級DC-DC驅動板,把萬用表直流電壓700V檔接在高壓電解二端,開機(按一下DC-DC驅動板上的ON啟動開關),前級就啟動了,功率主板上的高壓指示LED就亮了,這時,看直流高壓為幾V。調試DC-DC驅動板上的R12多圈電位器,使高壓輸出在370-380V之間。此時,12V的電流應該在200MA之內,說明前級正常。這里如果看D極波形,應該是雜亂的波形,因為是空載限壓的狀態(tài)下,這樣的波形是對的。
這里,可以稍稍為前級加點負載,可以用二個100W220V的燈泡串聯(lián)起來,接到高壓解的二端,這時電瓶電流可達到12A左右,讓它工作一段時間,看看前級功率管有沒有溫升,如果溫升不明顯,可以把電瓶保險絲換大點,繼續(xù)加大負載,一般在功率管散熱正常的情況下,前級可以加到600W左右。在加載的情況下,再看D極波形,應該是正常的方波,稍有點尖峰是沒有關系的,如果尖峰過大,說明變壓器制作不過關,要重新繞制。
B).后級調試:
調好前級后,再把前級的DC-DC驅動板拔下,在功率主板的高壓保險絲座上,裝上一個1A左右的保險絲,在高壓電解二端接上一個60V左右的電壓,作為母線電壓,我是用一臺雙組的30V電源串起來當成60V用。插上SPWM驅動板,如果電路沒有問題,這時,在AC輸出端就可以測到正弦波了,電壓大約在40V左右,可以接一個36V60W的燈泡做負載。
C).聯(lián)機
在前后級都正常的情況下,可以把前后級聯(lián)起來,完成整機調試。
把前級的DC-DC驅動板重新插上,后級AC輸出端的負載去掉,接上示波器(示波器最好用1:100的高壓探頭)和萬用表(AC700V檔),把高壓保險絲換成一個0.5A的。下面要做的事是:開機!即按一下DC-DC驅動板的啟動開關,成敗在此一舉,如果后級元件耐壓沒有問題,此時,應該在示波器上看到正弦波了,波形應該很漂亮。這里,調整SPWM驅動板的多圈電位器R7,就可以看到輸出電壓在變化,把它調在225V左右停下。
當然,如果元器件性能不好,或者安裝不到位,這時不是冒煙,就是冒火了!
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