• 回复
  • 收藏
  • 点赞
  • 分享
  • 发新帖

【DIY大赛】正激+基于推挽准谐振软开关的1000W逆变器前级

本作品的逆变器前级拓扑采用推挽准谐振软开关模式。

.

推挽准谐振拓扑电路 ,在电源网上,老寿、钟工、张工等前辈,在前几年就有发贴做过实验,本设计的电路设计基本上是参考他们之前成功的经验。但在他们经验的基础上,结构、用料上来了个全新的原创设计,体积做得很小,并且可以支持量产的方案。

.

主要特点:

准谐振推挽软开关DCDC升压;

效率比传统的逆变器高很多;

前级不用铝散热器,采用嵌铜条的方式,将整块PCB当作一个大散热片;

整机体积仅是传统逆变器的三分之一。

.

整机图:推挽准谐振电路在右边部份,MOS管采用DFN56封装的,贴在背面PCB板上。

.

满载时的照片:输出1043w,小风扇对着吹的,铜条上的温度大概是60度左右 。不好意思 ,这张照片拍得太丑了。

.

测效率的照片:整机效率95.342%

.

整机原理图:

.

推挽准谐振驱动板原理图:

.

推挽准谐振软开关波形:从上到下是,MOS管G极波形、MOS管D极电流、MOS管DS电压。看到没,电流峰值接近200A了,而MOS管开启与关断时,电流都为零,漂亮的ZCS软开关波形。

.

背面MOS管焊好,在铜条的中间,共6个DFN56封装,200A的电流,就从这6个管子中经过的。

.

再看正面的照片:

因为输入是直流的,对于输入电容来说,容量不需要太大,只要求ESR尽量小。输入滤波电容整排贴在两铜条(正负极)中间,滤波效果应该最好了。前级没有电解电容的,也算一个原创的创新设计。

.

再看装上变压器的照片:铜条的厚度跟变压器的绕组高度匹配好了的,这样,变压器装上后,连接部份不需要焊锡,直接打螺丝,螺丝直接穿过PCB,再跟背面的铜条拧住,这个设计,在开始时,可费了不少心思来让正反面的正负极性刚好一样。

.

变压器,也完全全新原创设计:

下图是变压器所用的材料:

绕组制作好的照片:

.

绕组嵌入变压器磁芯中:

.

将两片磁芯合上,就成了一个完整的变压器:此变压器在功率1000w,可长时间工作。

.

.

.

此设计是一个完整的1000w正弦波逆变器,但后级部份不属于本次DIY参赛要求范围之内,就不作介绍,有需要的,可再开贴展示。

全部回复(28)
正序查看
倒序查看
2018-10-08 09:10
0
回复
2018-10-08 11:17
那么多不一样的 铜条得开不少模吧!
0
回复
egmicro
LV.1
4
2018-10-08 12:29
@guang卢
那么多不一样的铜条得开不少模吧!
用铜片线切割的
0
回复
2018-10-08 14:09
@egmicro
用铜片线切割的
支持量产的话还是得开模,还有工艺对比!不过看起来还是挺漂亮!效率以及经济效益上优于传统的话那是一个不错的选择
0
回复
2018-10-09 09:57
太厉害了
0
回复
qnwg
LV.4
7
2018-10-09 20:41
正准备做逆变器,也想用你们的芯片,开关电源做过一些,但是逆变器是第一次接触,希望多多指导哈。
0
回复
egmicro
LV.1
8
2018-10-09 21:44
@qnwg
正准备做逆变器,也想用你们的芯片,开关电源做过一些,但是逆变器是第一次接触,希望多多指导哈。

好,会大力支持的。

.

今后的逆变器,不管是方波的,还是正弦波的,前级DCDC升压部份,我们估计一定会朝推挽准谐振方向走的。

因为,准谐振的电路其实是很简单的,之前,没有推广开,有一个原因,就是市场上很少见到能可以仿制的版本。

相信这次,我们通过参加电源网的【DIY大赛】,电源网能再一次引领逆变器行业朝前进一步发展。

0
回复
FQCAD
LV.5
9
2018-10-09 22:08
前级没有用电解电容,是否是因无法解决推挽谐振输入电容发热问题,索性不用了?
0
回复
egmicro
LV.1
10
2018-10-09 22:20
@FQCAD
前级没有用电解电容,是否是因无法解决推挽谐振输入电容发热问题,索性不用了?

是的。看来你也很有经验。

对前级电容的容量要求其实不大,对电容的ESR要求是要尽量小,但电解电容,在这个要求下,最不擅长了,所以索性不用,用一排陶瓷电容,并联后ESR可以做到很小。

0
回复
2018-10-10 23:39
变压器很漂亮,赞一个!
0
回复
huhan0609
LV.5
12
2018-10-15 17:40
这种LC串联谐振调好了前级MOS接近零电流开关的,开关损耗非常小,DS应力也很低,但是由于处于谐振态存在一部分无功电流,前级MOS的电流有效值要比同功率硬开关的要大一些,同时前级电解电流纹波也会相应增大,所以对于前级电容要求更高一些。
0
回复
shinesz
LV.4
13
2018-10-30 15:05
厉害了我的哥
0
回复
2018-11-09 21:32
这么小的变压器,200A的电流波形,真正的ZCS,漂亮!
0
回复
watt160
LV.1
15
2018-11-16 15:30
可否把MOS的DS波形发出来看看?不知开关过程有否振荡?
1
回复
xiezran
LV.2
16
2018-12-13 09:50
@egmicro
好,会大力支持的。.今后的逆变器,不管是方波的,还是正弦波的,前级DCDC升压部份,我们估计一定会朝推挽准谐振方向走的。因为,准谐振的电路其实是很简单的,之前,没有推广开,有一个原因,就是市场上很少见到能可以仿制的版本。相信这次,我们通过参加电源网的【DIY大赛】,电源网能再一次引领逆变器行业朝前进一步发展。
变压器做的很漂亮
0
回复
bg4ajt
LV.6
17
2019-12-14 18:44
@watt160
可否把MOS的DS波形发出来看看?不知开关过程有否振荡?
串联的电感和电容的数值怎样计算出来的,和F=1000/2pi根号LC 不相符
1
回复
peter_yu
LV.5
18
2020-03-27 18:51
@bg4ajt
串联的电感和电容的数值怎样计算出来的,和F=1000/2pi根号LC不相符
学习学习,学习学习。
0
回复
2020-05-08 23:49
前级准谐振推挽软开关DCDC升压部分可以稳压吗?没有用过多谢指教。
0
回复
daan007
LV.2
20
2020-06-09 10:51
@冰峰骑士
前级准谐振推挽软开关DCDC升压部分可以稳压吗?没有用过多谢指教。
可以稳压的吧,调节占空比就可以实现
0
回复
daan007
LV.2
21
2020-06-09 10:53
什么时候推出DCDC闭环的版本的,闭环会有什么问题。有没有测试过不同谐振频率的效率曲线,缩短一下大家的开发周期
0
回复
2020-08-29 21:56
@daan007
什么时候推出DCDC闭环的版本的,闭环会有什么问题。有没有测试过不同谐振频率的效率曲线,缩短一下大家的开发周期

逆变前级,闭环没有必要吧。

闭环后效率,效率会降低。

0
回复
2020-08-31 15:22
你好!可以分享学习吗?
0
回复
unless
LV.2
25
2021-03-12 13:34
变压器匝比多少?
0
回复
shao456
LV.6
26
2022-01-08 15:41
@egmicro
用铜片线切割的

原边的铜片不是多层叠上去的吗,不需要考虑集肤效应?

0
回复
2022-04-18 22:20

这个谐振空载的时候是靠什么原理减少功率的呢?靠提高频率吗?

0
回复
ldlonger
LV.2
28
2023-02-17 18:51

有DCDC闭环稳压的方法介绍吗?还有它空载和轻载的时候,占空比将近为零吗?

0
回复
2023-08-05 00:41

感谢大神分享图让我们学习学习

0
回复