2015-07-26:更新 单极性调制过零点畸变问题
2015-06-30:更新 市电和逆变切换逻辑 84楼
2015-06-25:更新 UPS上常用的限流方法 62楼
开贴之前,说说自己观察到的几个现象:
1. 做UPS多年,发现Online的UPS基本都是数字化,后备机则用硬件实现居多,逆变器跟后备机类似,论坛上大多都是用单片机来实现的,功能相对单一。
2. 在1~20k的功率段,UPS基本都是半桥的拓扑。逆变器主要家用功率段集中在1~5k,基本都是全桥为主。UPS的负载比较单一,逆变器的负载比较多样,半桥不能带半波负载,全桥因为有零电平的存在,跟三电平拓扑类似。
3. 逆变器作为比较小的一个分支,国内UPS/并网逆变器大厂都没有特别重视,市场上流行的工频机大多是从山特出来的方案,高频机则基本没有数字化的方案。
看论坛上各种逆变器,基本都是用单片机打出一个PWM,驱动/死区都是用硬件来做,只是单纯的实现逆变,其中涉及到的各种逻辑,显示,通信等都无法集中在一个芯片上搞定。鉴于此,我一直在想用UPS的经验来做逆变器,把UPS上相对成熟又灵活的方案移植到逆变器上。这个过程中跟论坛上某位大牛版主学到了不少经验,给我了不少启发。而且TI推出的Piccolo系列DSP 28027,价格10元左右,跟PIC价格差不多,基本能满足低成本高性能的要求。
DSP 2802x系列2种封装,48PIN和38PIN,如果48PIN觉得还贵的话,可以选用38PIN的低频系列的,绝对比单片机要强大很多。
下图是用28027做的控制板,对国内某厂家高频逆变器(硬件做的)进行改进的项目,图片如下:
先写到这里,具体功能后续详细讲解。
1.DSP直接输出4路PWM,驱动IGBT产生SPWM波。
2.DSP可以直接输出2路脉宽可变,相位相差180°的PWM驱动,实现对母线电压的控制。3525只能固定50%占空比,这里可以把3525省掉。
3.多达13路ADC采样,所有模拟量都能采集到。
4.内部集成2路比较器,不需外部增加比较器,即可实现对逆变电流逐波限流控制。
5.各种参数可以随意设置,可以实现208/220/230/240V,50/60Hz的输出。
6.内部有1路SCI接口,可以MODBUS/SNT等各种协议。
7.可以实现段码LCD/数码管显示。
各位大侠们有啥问题需求,可以提出来一起讨论~
先上个图,这是国内某厂家的逆变/充电 一体机,前级推挽是用3525做的,后级逆变驱动+控制都是用硬件做的,后续就在这个基础上进行的改进,改进后硬件简单很多,功能更强大。
更改后功率板如下:
简单说下拓扑结构:
1. 前级暂时还用3525,后续直接用DSP直接控制母线电压。
2. 后级全桥拓扑,低频臂和高频臂固定。
3. 带有市电充电器功能。
4. 有市电和旁路切换功能,可以设置为市电优先或逆变优先,可以设置节能模式。
由于用DSP直接控制,改动起来比较灵活,在处理客户非标需求时就灵活很多了。
这是改进第一版本,控制部分全部在控制板区域,后续上简单的SPEC.
先上个调试图片:
目前有几个问题:
1. 空载电流还是有点大,没有钳流表,不知道实际电流多少。
2. 逆变波形过零处死区效应很明显,目前死区1.5us。还有点小小的畸变,这个已经是优化过的了。
没办法全桥的拓扑决定了。