好久没有发帖了，分享下我的最近搞的成果-市电切换一体机

  更新：发布主板原理图，见贴尾。

声明：本人现在来电源网时间越来越少，某些人总有一些道理去挤兑，本人对一些没有实质性的交流和建议，会直接无视，要吵架请移步，俺怕了。

最近一段时间，我都在做一款一体机，这个一体机就是光伏逆变一体机，

说是单纯的一体机，其实他还包含了UPS功能，但是还不和UPS类似，他具有UPS另外一个没有的功能就是逆变和市电可选优先供电的功能，因为这个功能在绿色新能源上有着非常实用的用途，他是可以相互切换的一种机制，大大提高了光伏发电的利用率。

为了实现最简单与可靠的设计，花了2个月做调试，现在最新款的样机已经出来了，期间的调试工作耗费我的大多数时间，每天基本上都是在修改代码，将它做到最优化。

和大家说说这个东西的一些特点：

1，  这个设计是基于单片机来做的，这是我第一次用单片机完成这个非常功能模块的复杂代码，也是第一次用单片机在逆变上做出这个东西。

2，  这个设计的电路相对简洁，因为我喜欢简单的硬件，然后用软件来实现硬件的扩展，升级功能，只要在代码上完成即可。

3，  这个基本上无需调试即可，只有一处，就是输出电压可以通过一个电位器设置为想要的输出电压。

4，  市电切换是用2个继电器和逆变输出同步切换的。

5，  为了安全，采用输入输出全隔离设计，修正了在极低负载的时候，输出电压不稳定的情况，而且可以保证在极低的负载下运行非常稳定。

6，  这次专门针对IGBT驱动做了优化，因为后面H桥我现在弄成了IGBT，没有用MOSFET了。

7，  滤除了讨厌的EMI问题，在一些特定负载下，不用担心EMI的传导，因为我听说有的逆变器连抽水马桶几W的功率的东西都带不了。

8，  短路保护是采用软件实现，短路后，会自动加在冲击功率的保护程序，如果超过此阶段，会关闭逆变器，并且会在5S后自动重启输出，如果短路一直存在，会一直保护下去，这样可以兼顾最低的短路功耗和故障消失后的自动恢复。

9，  为了保证切换的安全和切换时间短的特性，采用锁相市电的方式，先同步跟踪市电相位，然后等它与逆变器的相位一致的时候，会将2着同步锁定，锁相的频率范围是45-55HZ。然后逆变器的输出频率受电网频率控制，当电网脱离这个频率范围时，会自动运行芯片内的基准50HZ 频率，此时将会失锁，等待频率正常后，会自动锁定。

10，             加入MPPT光伏充电，最大限度发挥太阳能板的输出。

11，             附带专属LCD屏幕，这个屏幕是开模搞的，看着还是非常舒服的。

12，             市电，逆变优先供电，设置是在LCD屏幕上的一键设置，LCD会显示此时对应的设置状态，和实际是市电还是逆变的输出。

13，             过流，过温，温控风扇，过压，欠压等保护都是软件实现，并且所有保护状态都会在LCD上以中文方式出现，这样发生保护后，可以从LCD上看到，到底是什么保护。可选的LCD的报警发声装置，和故障状态的灯光闪烁。

这个机器的不足之处：

世界上没有完美的东西，虽然我喜欢完美，可我也只是一个技术并不高的人，所以做出来的东西和我想像的还是有区别，所以它也是有缺点的；

1，  升压部分不是软开关，这点是我最头痛的，虽然现在效率可以到93%,以上，但是算下来前级发热还是很大的，这一点估计是最难解决的，因为要实现这个地方，可能需要动用传说中的LLC电路做软开关才可以的。

2，  受限于MPPT的复杂性，此机器上的MPPT效果没有我的单独的MPPT成品效果那么好，因为CPU干的事情太多了，实时性有非常大的折扣，这也是没有办法的，CPU资源用尽了，关键是CPU速度太低，只有5个MIPS，后续我非常想用STM8的20MIPS的CPU干这个事情，而且芯片内有硬件乘法器，做算法的时候应该可以发挥非常高的效能了。

3，  市电掉电的问题还是存在，这样会影响它的切换速度，这个问题也是CPU引起的，因为CPU速度太慢，采样市电交流电，需要正负半周都要通过ADC采样并且实时计算出来，所以这是一个非常麻烦的事情。有可行的解决方案，但是最终还得换芯片，这一点没有办法了。

4，  IGBT的脆弱性再一次被显现，这个东西要做好，真的是太难了，在复杂的运行环境中，出会很多问题，并不是在实验室内通过多少次短路即可。在强电场环境中，IGBT比MOSFET表现出更加容易失效的特性，只需要通过更好的走线方式和一些相关的电磁屏蔽解决。

下面的是照片：照片不多，也可以看出一个大概，等时机充裕，我会陆续补上高清照片。

主板照片：

控制板照片：正面；

背面；

LCD

下面的是测试波形照片，和市电切换的照片，稍后补上，先吃饭去：

先看看我这边的市电波形，可以看到波形失真很厉害，

注：以下所有波形都是带载1KW的情况下测试的。

再看看逆变器输出的波形图：

切换的波形来了，下面这个是市电切换到逆变的波形图，下面是我用示波器存储的：

看看细节的波形图，可以看到切换的时间很短，在波形上只看到一点点毛刺出来。

再次看看逆变转入市电的过程，同样是用示波器存储一段波形，然后展开细节：

再看看切换瞬间的细节照片。

以上是所有切换的波形图，切换时间已经可以达到我的要求，因为有了和市电同步锁相的功能，所有可以弄到非常安全的切换。忘记了还需要弄个逆变和市电的锁相的波形出来才对，明天有时间抓个。

发布主板原理图：

主板电路图