SG3525+EG8010 500W正弦波逆变器设计
首先说下我对逆变器的执着,从认识逆变器到想制作逆变器有两年时间了,其中毕设也是设计逆变器但是水平有限,只能实现部分功能。直到现在,终于打算把逆变器好好做一下,不去想那些复杂的功能,只要能输出220V交流就行了。先说下设计思路,前级采用推挽电路,后级采用全桥电路,驱动分别是SG3525与EG8010,其实之前毕设考虑用的是STM32做为控制器,但是系统复杂多了,所以改成了这个。后面有时间再改用单片机,这样就能实现更多的功能,比如并网等等。
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@_zhoulian
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首先,讲一下原理图。前级开关器件选用IRF3205、500W基本没问题,当然也可以用IRFP2907,听说一对就可以上600W,我只有一对,暂时还舍不得用,以后再做大功率的可以用上。对了,PCB是可以兼容TO-247封装的管子的。SG3525输出接了图腾柱也是为了增强驱动能力,也可以不焊接三极管直接连起来。变压器反馈绕组输出作为稳定电压用,实现前级与后级高压的完全隔离,同时SG3525的关断功能也用在了过流,短路保护上,一旦出现过流或短路,后级的EG8010关闭输出之外,前级升压也会关闭。再来说一下供电问题,采用了LM3478搭的升压电路,输出15V,在电池输入降低时,保证了MOS管能完全导通,同时,供电的质量也要好很多,主电路是否运行对SG3525的影响小了。这个也是实践得出的结论,在之前用洞洞板搭的推挽升压时,发现主电路对SG3525供电影响非常大,包括走线等,所以用了这个电路。如果是24V或48V的逆变器,可以用一个DC\DC降压电路。变压器是用的ETD44,具体参数及绕制后面再说。输出高压我计算的是320V,实际发现带载下,电压有点不足,所以建议是340V~380V可能更合适些。高压滤波电容耐压可以用450V,并联CBB滤波电容和放电电阻,H桥用IRFP460搭的,输出接LC滤波就能输出220V了。再说一下供电的问题,后级需要的12V和5V是由辅助绕组输出的18V电压分别经过L7812与L7805稳压就可以了。整体的设计思路就这么多了。
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@_zhoulian
首先,讲一下原理图。前级开关器件选用IRF3205、500W基本没问题,当然也可以用IRFP2907,听说一对就可以上600W,我只有一对,暂时还舍不得用[图片],以后再做大功率的可以用上。对了,PCB是可以兼容TO-247封装的管子的。SG3525输出接了图腾柱也是为了增强驱动能力,也可以不焊接三极管直接连起来。变压器反馈绕组输出作为稳定电压用,实现前级与后级高压的完全隔离,同时SG3525的关断功能也用在了过流,短路保护上,一旦出现过流或短路,后级的EG8010关闭输出之外,前级升压也会关闭。再来说一下供电问题,采用了LM3478搭的升压电路,输出15V,在电池输入降低时,保证了MOS管能完全导通,同时,供电的质量也要好很多,主电路是否运行对SG3525的影响小了。这个也是实践得出的结论,在之前用洞洞板搭的推挽升压时,发现主电路对SG3525供电影响非常大,包括走线等,所以用了这个电路。如果是24V或48V的逆变器,可以用一个DC\DC降压电路。变压器是用的ETD44,具体参数及绕制后面再说。输出高压我计算的是320V,实际发现带载下,电压有点不足,所以建议是340V~380V可能更合适些。高压滤波电容耐压可以用450V,并联CBB滤波电容和放电电阻,H桥用IRFP460搭的,输出接LC滤波就能输出220V了。再说一下供电的问题,后级需要的12V和5V是由辅助绕组输出的18V电压分别经过L7812与L7805稳压就可以了。整体的设计思路就这么多了。
能说下变压器初次级的扎数吗?
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@_zhoulian
变压器初级两匝,采用26mm宽0.2mm厚的铜带两片并绕。次级实际绕的是64匝,但是建议可以取大一点,因为考虑到满功率输出时会有比较大的损耗,输出电压可能不足220V,所以建议取70匝。采用一根0.4mm的漆包线密绕。绕法是次级夹初级,这样在降低漏感的基础上也相对简单点。
很详细的帖子。请教楼主一个问题,当3525进行稳压闭环时,有没有发现效率低,MOS管发热大的问题?比如输出380V,闭环稳压在300V,这个时候带个50W左右,PWM占空比比较小,MOS管的DS波形变得很乱,但PWM又是正常的。 请问您有遇到这个问题吗,我看你的主380V输出也没有加续流电感。
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@huangchaolong11
很详细的帖子。请教楼主一个问题,当3525进行稳压闭环时,有没有发现效率低,MOS管发热大的问题?比如输出380V,闭环稳压在300V,这个时候带个50W左右,PWM占空比比较小,MOS管的DS波形变得很乱,但PWM又是正常的。 请问您有遇到这个问题吗,我看你的主380V输出也没有加续流电感。
这个问题很多人也讨论过,我们用的拓扑并不是意义上的推挽,3525闭环我也是调了很久,采用准闭环控制,在空载的时侯母线电压稳定在360V左右,在带载的时候占空比最大,同时母线上必须接上220K/2W的这个电阻,否则电压就稳定不下来。对于3525闭环的问题,我猜想的是可能内部的误差放大器电压增益与带宽不足导致的,这个还有待时间去验证。
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PCB做好之后就是简单的焊接和调试了,焊接就不说了。最重要的就是调试,首先调试前级,确定前级升压成功且电压稳定,辅助电压是否达到要求。输出电压有可能很不稳定,所以PI的参数很重要,这个也花了我很多时间。前级调好之后再单独调试后级,用直流电源先给一个低的电压,看EG8010输出是不是正弦波,如果不是再看驱动信号是否正常,若驱动信号正常则可能要调整LC滤波参数了。值得注意的是,EG8010需要给一个2.6V至3.1V左右的反馈电压,否则芯片就会关闭输出。低压如果没问题了,可以逐步的加电压,直到400V左右。此时,后级应该可以正常运行了,且工作在闭环状态。前级和后级单独调试完成后可以进行最后一步了,系统级联调试!插上EG8010驱动板,输入给定12V 1A的电源看系统能不能启动并运行,这样可以避免烧MOS管。看下逆变输出波形,然后增加输入功率和负载,如果一切正常就说明逆变基本成功了。最后就是测试效率,装上散热片,散热风扇,老化一段时间,逆变器就可以投入使用了。
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