逆变器-单相-并网正弦波控制板制作

逆变器-单相-并网正弦波控制板制作

    大家好！上一篇发帖了PIC16F716的离网正弦波控制板，https://www.dianyuan.com/bbs/2473088.html

    这一篇发布PIC16F716的单相并网正弦波控制板有图有程序，自从制作出了离网正弦波样品，输出的波形的确很漂亮，尤其是输出的稳压精度，空载与满载基本上做到输出纹丝不动的状态。并且输出电压的调节范围很宽(AC80-AC300V)输出。大家都知道，并网逆变器是建立在离网逆变器的程序之上的，要想做并网逆变器，必须离网逆变器的输出波形要做的很好，不然失真度太大，并网会不成功，更何况是一只普普通通的PIC16F716呢！全网是没有人，使用这款芯片做并网逆变器的，我只是挑战一下自己，做并网逆变器的流程，认识并网程序的编写。不过大家放心，下一步我会跳到DSP芯片去，做离网三相逆变器和并网三相逆变器的。

   我的理想是自己做出：电能回馈型节能电子负载

   回馈型电子负载采用逆变并网的方法,将测试的直流电源老化的能量功率输出逆变成交流电回馈到电网再利用.在能为客户节约大量的老化电费支出\的同时,由于电能利用效率的提高,间接地提高了老化产能,具有很高的投资回报。电能再生循环利用，节省能源，又减少热量排放，改善环境，达到测试、节能与减排的多重目的。

    本设计了PID控制算法与SPWM波相结合的软件系统，实现了电压同频同相的闭环跟踪；实现了可调负载的情况下恒电流控制、又因输出电压与电网电压相同，又实现了恒功率的自动闭环调节功能，响应速度较快。采用了有源逆变、并网控制、并网电流正弦化等关键技术，实现了电能回收再循环利用，节省能源。

    先看原理图：

   这一篇：我打算分两步进行：

第一步：在离网正弦波控制板基础上，先测试程序，并网时的锁频锁相，并网时的功率PID恒流控制，和市电的过压，欠压，频率检测等等

第二步，设计一款完整的回馈式电子负载，包括前级boost升压，也用PIC16F716，不知道这样出来的产品，性能如何！望大家多多支持，提出宝贵的建议。

  PCB画好了

打样中，趁着闲工夫，努力编程

还是加入显示部分

这是正弦波码表

这是码表的计算

  程序编了这么多天，终于完成，刚好PCB板子也到了

   

      花了100元，打了10张PCB，我自己用2张，余下的免费送给大家，是免费不要钱的哈！

      这一篇，我会详细的讲解调试和制作过程，希望大家不要嫌我啰嗦，也会碰到技术瓶颈，希望大家能给与最棒的技术支持！

      马上开始焊板子！

  

板子焊好了，下面是板子的功能说明

顺便再说说，ＬＣＤ１２８＊６４显示屏接线方法, 在网络上有好多朋友说PIC16F716,不能带显示屏，据说是速度不行跟不上，我不信，结果成功啦，还有的朋友说PIC16F716这款单片机只能做离网逆变器使用，我就偏不信这个邪，结果还是成功了，并且并网效果很好，大家继续往下看，明白一个道理，只要不懈的努力，定会成功的。

  大工告成，准备电源通电了．

  再重复一遍，本篇内容只谈锁相，锁频，顺利并网，后续我再加上防孤岛检测与保护，市电过压与欠压，还有逆变输出的过压与欠压等等

      首先找来一只多路电源，输入AC150V-420V,输出+24V,-24V,+10V,还空一路隔离的+24V，是我自己自制的

     

    再找来一台逆变供电电源

  也是我业余时间自制的，

  原理图我做了一点点修改，请看图

市电同步那里加了一只变压器，参数是220V/12V/1W,添加的原因是隔离处理，在烧写程序时，读数不准确，另外就是添加了VR1，此电位器是设定输出电流，显示在功率栏里面，以数字量的形式显示

接的隔离变压器

好了，现在可以通电测试了！

  开机界面

工作界面

  先来个简单的画面，后面再来升级，我解释一下功率后面的前3个000，那是显示的电位器调节的数字量

  现在控制板是没有工作的，是一个死机画面，接着我插上市电同步信号，需要重新开机。

  大家请看

   显示了，市电电压与万用表相等

调节这个可调电阻，在功率栏后面显示084，它的范围是0-255，可调电阻的电压范围是0-5V

接上一只200W白炽灯泡，电线穿过互感器，插上市电，电流显示了，同时功率也显示出来了

在无聊时我试了一下，同时接了3只12864，也能工作

   接下来我们测试锁频锁相，还有输出波形，恒流功能，这些正常了才能并网

   找来我上一篇的离网正弦波控制板，利用里面的隔离光耦驱动电路

拆掉单片机PIC16F716

按照图片接线

按照如图连接

   找来一只正弦波功率后级

8KW后级功率输出

   原来是每路3只功率管并联使用，现在我只安装了1只，原因是怕并网时不成功，损失降到最低

  

图中的红黑线是正弦波逆变器功率级的供电(母线供电)

  准备就绪了，通电看输出波形，请看！

    这是第一张开机的输出波形，大家看到没蓝色市电波形，黄色逆变器波形，有两个问题出现了：

   一是：不锁频，不锁相，蓝色波形左右来回慢慢移动，这是没添加锁频锁相出现进去

   二是：逆变器波形正半周和负半周出现了失真，为什么会这样呢？

    做任何东西，是没有一帆风顺的，都会有很多坎坷等着我们一步一步的去克服，最后才能成功！

    其实这两个半周是错位了，为什么会出现这种情况呢？先看程序

   大家都知道，PIC16F716情况有点特殊，它是正半周与负半周轮流交换输出的单极性拓扑，所以正半周和负半周都需要独立的锁频锁相，在交替工作切换的期间，锁频锁相识别处理过程，需要时间计算，所以正半周与负半周出现了错位，因此，此款PIC16F716需要额外的进行正半周与负半周相位时间校正，其它不用这样做的。下一步我用DSP芯片做三相并网，就不会有这种情况发生了。

   这图片是没锁频锁相出现进去，（上面是市电波形，下面是逆变器波形），这时蓝色波形（市电波形）会左移动或者右移动，

   但是经过了正半周和负半周时间补偿

    这是锁频波形，这时左右不会移动，只是相位落后了，同样蓝色市电波形，黄色逆变波形，现在逆变器输出波形交越失真已经解决了，只是输出相位偏差大，需要微调系数

再来几张锁频锁相波形，微调后的锁相波形

好了！重叠了，锁频锁相完成

     蓝色市电波形黄色逆变波形，再看看零点位置，也是稳定的

    到了这步，基本上并网逆变器成功了一半，继续往下走，估计还有好多意想不到的的问题出现，希望大家给力！

    下一步测试恒流输出功能，因为并网逆变器，不是恒压工作，而是恒流工作，只要恒流能稳定，可控，就可以市电并网了

    这只是我个人的理解，本人做离网逆变器是菜鸟，那就更别说并网逆变器的制作了，所以的所以，望并网高手支招，谢谢并网大师们！

    并网逆变器制作工作进行了这么多天，本人心里很难过：得不到并网大师们的迷津指点，也得不到爱好者们的好与差的评价，好失望。

按图连接，注意：灯泡线穿过互感器再接到逆变器输出

逆变器供电，是一台0-400V,0-10A的可调电源，电源电源首先调到200V

  输出接的灯泡亮了

现在的设定值是44的数字量

数字量调到26，亮度明显变暗了，证明输出功率可控制

再调到17的数字量，灯泡一点点亮了

再把可调电源调到350V，

大家看看，灯泡输出亮度不变，证明证明输出恒流，可控

数字量调到30，灯泡明显变亮了些

继续加到48的数字量

   再调到36灯泡又暗下来

  恒流可控实验通过完成了

  最后输出接入市电并网啦！

  这是并网逆变器控制板程序，大家可以仿真，可以制作样机

:020000000F28C7:10000800FE000308F7000408F8000A08F900831244:100018007F08FA00C229B92D00308A000408840A32:10002800820700340F341E342D343C344A3459349A:100038006734743482348E349B34A634B234BC347E:10004800C634CF34D834DF34E634EC34F234F63402:10005800FA34FC34FE34FF34FF34FE34FC34FA3412:10006800F634F234EC34E634DF34D834CF34C634E2:10007800BC34B234A6349B348E348234743467343E:1000880059344A343C342D341E340F34013400348E:1000980000340034003420342034C134C134B53441:1000A800C234C034FB34BF34C634BC34BC3420340E:1000B8002034203420340034B234A234CD34F8341F:1000C800B534E734C134F734A334BA342034203497:1000D80020342034413420340034B934A634C234B6:1000E800CA34A334BA3420342034203420342034A1:1000F8002034203420345734203400342034203441:100108002034203420342034203420342034203447:100118002034203420342034203420340034203457:100128002034B234A234CD34F834C434E634B13493:10013800E434C634F73420342034203420340034F6:10014800BB34D834C034A134CA34BD34B234A23438:10015800CD34F834C434E634B134E434C634F73436:100168000034C834D534C634DA34A334BA3432341B:100178003034323430342D3431342D343134353454:1001880020340034CA34D034B534E734B534E734D5:10019800D134B934A334BA34203420342034203450:1001A8005634203400349530432583125708782577:1001B8003508BC003608BD003708BE00C330B9009A:1001C8009530BA003F30BB0089223908A8003A08A8:1001D800A9003B08AA00FE222908CF002808CE0063:1001E8006430AF21BD215524AA21D7232508303EEC:1001F800CD250A30AF216430A000A1015524AA21E1:10020800D7232508303ECD250A30A000A1014F088C:10021800A3004E08A20055242008303ECD256430A6:10022800A000A101CE248D30432505308312A600FD:100238005608B324C800C9010A30A500A601490818:10024800A3004808A2006430A000A1015524AA21F7:10025800D7232508303ECD252E30CD250A30A000E5:10026800A1014908A3004808A20055242008303EEF:10027800CD259B30432564308312A6005908A2007F:10028800A301E830A0000330A1009A232008B3247A:10029800303ECD250A30A6006430A00059089724C6:1002A800B324303ECD250A30A00059089724303EAB:1002B800CD254F08A1004E08A0004908A300480812:1002C800A200E8242108CD002008CC000A30A500AF:1002D800A6014D08A8004C08A700D7232608CD0082:1002E8002508CC009D304325E8308312A500033053:1002F800A6004D08A3004C08A2001030A00027302B:10030800A1005524AA21D7232508303ECD256430E5:10031800B621BD215524AA21D7232508303ECD2555:100328000A30B6216430A000A1015524AA21D723A0:100338002508303ECD250A30A000A1014D08A300B4:100348004C08A20055242008303ECD2D2108A800D5:100358002008A7000800A500A6014F08A3004E0822:10036800A2000800A500A6014D08A3004C08A200A1:100378000800E830A0000330A10008008C1C502AB7:1003880083168C1C502A83128C105808F000F10137:100398007C08013E84001020F200F3010125710859:1003A800D1007008D000FF30F000F1015108F300CF:1003B8005008F20001247108CB007008CA00003010:1003C8004B02FF3003194A02031CED29FF30CA0013:1003D800CB01DB08031DFB29FC08031DF929FB14CD:1003E800803099008610061599014A09052AFC08EB:1003F800031D042AFB108030990006118614990108:100408004A089500FC0A5A08D200D3018C30D2075A:10041800031CD3035508803AFF0080307F02031D78:10042800172A0F30540283120318292A5308803AD6:10043800FF0080307F02031D232A0F305202031C65:10044800282AFC018312DB0183125508803AFF0039:1004580080307F02031D322A0F3054028312530862:10046800031C462A803AFF0080307F02031D3E2A83:100478000F3052020318442AFC018312DB01DB0A05:1004880083125308D5005208D400FB1C502A7C085C:100498001A3A031D502A7B142B249F121F129F15F2:1004A8000000000083120C131F141F150C1F5A2A7A:1004B8001E08D6007B1C792A7B107D08560203187B:1004C8006D2AD80A5808FF3A031D792AFE30D80049:1004D800792A56087D02031C752A7D0856020318DE:1004E800792A56087D02031CD80339307C02031C84:1004F8007E2A56257A08FF0079088A007808840041:1005080077088300FE0E7E0E09003908BF003A08FE:10051800C0003B08C1000310400D410DC200C208D5:10052800031D9A2AB901BA01BB0108003C08BF00A3:100538003D08C0003E08C1000310400D410DC70032:10054800C708031DAB2AB901BA01BB010800470857:100558007B3EC2073B08C7003E08C7068030C70578:10056800BA17BD17BE01C301C401C5010730C600D3:10057800391CC42A3C08F42203183E0A031DC50787:100588000310BB0CBA0CB90C0310BC0DBD0DBE0D8D:10059800C60BBC2A0930C600391CD82A3C08F422EC:1005A80003183E0A031DC5070310BB0CBA0CB90C8F:1005B8000310C50CC40CC30CC60BD02A4308A000FA:1005C8004408A1004508A2004208A3004708A40067:1005D8005C232008B9002108BA002208BB000800E3:1005E800C3073D08031103183D0A031DC4073E084D:1005F80003110800552303102D0D2E0DB400B40867:10060800031D0B2BA801A901AA01AB010800552362:1006180017300310AE0CAD0CAC0CFF3E031D0D2BB8:100628002C08AF00A917AA012808B0002908B100B2:100638002A08B200B3018E30B402B41F302B34083C:10064800803A8F3E031C062B0310B30CB20CB10C7E:10065800B00CB40F282B3E2B183034020318062B8D:10066800B40803193E2B0310B00DB10DB20DB30D34:10067800B403342B2F0803194C2BB009B109B20964:10068800B309B00A0319B10A0319B20A0319B30A64:100698003308AB003208AA003108A9003008A800C6:1006A80008002808AC002908AD002A08AE00080098:1006B80023080319642B220821042004031D6D2B31:1006C800A001A101A2010800A30A0310A20CA10C19:1006D800A00CFE30220503197C2B682BA30AA00A64:1006E8000319A10A0319A20A0310A20CA10CA00C59:1006F800FF3022050319862B722BA3030310A00DCC:10070800A10DA20DA11F812B231CA1130310A30C63:100718002308A700A601A5012508A0042608A1040E:100728002708A2042408031DA2170800A501A31F77:10073800A42BA209A309A20A0319A30AA501A50AC1:10074800A11FAB2BA009A109A00A0319A10A21081E:1007580020040319CA2BA401A40AA11BB72B031058:10076800A00DA10DB02B21082302031DBD2B2008CD:100778002202031CC62B2008A2022108031CA30383:10078800A3020310A10CA00CA40BB72B2508031976:10079800D22BA209A309A20A0319A30A2308A100BC:1007A8002208A0000800A901AA01260825040319A7:1007B800FC2BAB01AB0AA61BE52B0310A50DA60D60:1007C800DE2B0310A90DAA0D26082802031DEE2B07:1007D80025082702031CF82B2508A7022608031C56:1007E800A803A80229140310A60CA50CAB0BE52B33:1007F8002A08A6002908A5000800F501F6017108D5:1008080070040319262CF401F40AF11B0F2C0310B1:10081800F00DF10D082C0310F50DF60D710873029B:10082800031D182C70087202031C222C7008F20297:100838007108031CF303F30275140310F10CF00C98:10084800F40B0F2C7608F1007508F00008008312ED:100858009F121F129F110C131F1400000000831217:100868001F150C1F352C1E08DA009F121F169F112A:100878000C131F140000000083121F150C1F422CBC:100888001E08D7009F121F169F1500000000831234:100898000C131F141F150C1F4F2C1E08FD00D90028:1008A8000800210820040319742CA401A40AA11B20:1008B800612C0310A00DA10D5A2C21082302031D41:1008C800672C20082202031C702C2008A202210891:1008D800031CA303A3020310A10CA00CA40B612CFE:1008E8002308A1002208A0000800A400A50186137F:1008F800000000008312A41F832C0617842C061303:100908000000000083128617000000008312031005:10091800A40DA001A00AA1019525A50A0830250269:10092800031808007B2CA2000830A300A4012208A9:10093800A10007300310A10CFF3E0310031D9F2CDC:10094800240D2104A4000310A20D20082402031C76:10095800AF2C2008A402A30B9B2C24080800A70096:10096800A90126080319CC2CA801A80AA61BBF2C8C:100978000310A60DB92C0310A90D26082702031C85:10098800C92C2608A70229140310A60CA80BBF2CF3:10099800290808002108A3002008A200230822042F:1009A800031908009630A400A5010130A402031C15:1009B800A503250824040130031DDA2CA202003007:1009C800031CA303A302D22CA401A501201CF22C12:1009D8002208A4070318A50A2308A5070310A20DD7:1009E800A30D0310A10CA00C21082004031DEA2C60:1009F8002508A1002408A0000800F401F501701CD6:100A08000B2D7208F4070318F50A7308F50703108D:100A1800F20DF30D0310F10CF00C71087004031DB6:100A2800032D7508F1007408F00008008030432594:100A38003A308725903043256D3087258830432507:100A48008F30872598304325A03087257030A00047:100A58001730A100CE2CFF30831692008C30831201:100A680097009501143092000230980083168C1478:100A7800831212158C10FC01DB01D80108008312C7:100A8800A600F83079240000000083122608F03907:100A98007924000000008312260EF0397924000022:100AA800000008008C14F03097000B138B138F0193:100AB8008E0183168C1083121211861006110610EF:100AC800D701D601D9010800803043257E3087251B:100AD80090304325B1308725883043254B30872512:100AE800983043255C30872DB800A000A101A201F1:100AF8008E30A300A4015C232008B5002108B600AD:100B08002208B70008008312A700270884001020D5:100B1800003803190800270884001020CD25A70AEB:100B2800892DA201A30121082302031D9D2D200860:100B3800220203180800A20A0319A30A972DDE252A:100B4800C3251A25AE252F250B178B177B1468256F:100B5800D720AC2D40309F0083169F0183120C13C1:100B680083160C1383121F140800FB01FC01FD01FE:100B78008313483084005C30D6258301A32D3030A0:100B880043250C304325013043250230432580306E:100B9800432DA600FA3079242608F0397924260E48:100BA800F039792C64008001840A040603190034A2:100BB8000406D72D0F30831685008601831286011F:020BC800080023:02400E0032DF9F:00000001FF

  开始并网了！

输出经过电流互感器，再串联3只200W灯泡接入一只电感，最后接入市电

串联灯泡的目的，是怕并网不成功，造成逆变器顺坏，炸机

     开机，同时接通市电，可调电源输出电压调到高于330V

    现在大家注意了，通电会有两种情况发生

    1.串联的灯泡特别亮，2.串联的灯泡闪烁一下，立马熄灭

   灯泡特别亮，说明市电相位反了，需要把同步输入的两条线交换一下，就可以了，大家要注意了。

     调整功率，显示看图片

    并网功率继续加大，灯泡微亮了

   

   另外，并网的条件：是同频，同相，输出电流恒流可控就行了吗？（除过欠压，孤岛外）   

   重复一遍，本主控芯片是PIC16F716

   PIC16F716.pdf

 今天，我铆足了劲，直接短路串联在市电的灯泡，接了只5A250V保险管和10D-11的热敏电阻

调整功率，并网输出2.0A

继续加大，并网输出2.9A，功率上去了

   3.2A的并网电流，并网成功了！这样调节下去是可以继续加大并网功率的。顺便我多说一句，功率后面的预设数字量计算163/255*5=3.196A，估计初学者不会计算，意思是你预设到哪里，输出就给你恒流在哪里，现在预设3.196A, 输出就恒定在3.2A 。   

   3.2A一直工作了，此次的连接，真算得上是蜘蛛网电路，接下来我会抽时间整理原理图，加上前级的boost升压电路，芯片也用PIC16F716,做成一套完整的样机，供大家学习参考，收集电能老化产品。   

   有了本次的并网成功案例，在程序方面，已经深入了解到了，并网必备的条件，我想单相程序能顺利成功，估摸着三相也就不在话下了，欢迎关注我的三相离网正弦波控制板，三相并网正弦波控制板。  

   本次并网逆变器（单相），并网顺利，圆满成功！目的已达到（顺利市电并网）。还有几块空PCB（并网逆变器控制板），免费送给大家，需要的朋友找我索取，送完为止。

   完！喜欢并网的朋友，欢迎给个收藏！

  下一步开始进行绘制一款完整的，3000W回馈式电子负载了！

    市面上的电子负载都有CC定电流,CV定电压,CP定功率,CR定电阻这是个功能

    一款回馈式电子负载，应该也是这样的，要具备定电流，定电压，定功率，定电阻负载功能，我现在的回馈式负载，只是恒流负载，在程序上还要继续升级，继续完善。

    我们现在

    “定电流”回馈式电子负载是以电流为基准，****定电流输出，测试一般开关电源老化

    “定电压”回馈式电子负载应该是以电压为基准，****定电压输出，测试LED驱动电源，充电机电源

    “定功率”回馈式电子负载应该是以功率为基准（功率=电压*电流），****固定功率模式，设置功率

    “定电阻”回馈式电子负载应该是以负载电阻为基准（电阻=电压/电流），****固定电阻模式，设置电阻

    按照这样的思路写出程序来，是不是功能增加了很多，适用性增大了好多？并且工作电路不会变化，通用

    大家帮我想想，我这样是正确的吗？