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高頻機為何不試試工頻機的變種而是清一色升壓、整流、濾波......

第一次做了工頻正弦波逆變器,看了諭談工頻機做的人并不多,大多是做高頻機,可几乎清一色都是升壓、濾波然后轉成交流電。為何沒人試下直接轉成高壓SPWM再通過LC低通濾波得出正弦波呢,這樣可省掉升壓電路(如TL494)與高壓濾波電容(一般來講這電容壽命并不長)。理諭上是可行的,穩定性與靜態功耗可能優于高頻開機。
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hk65332
LV.1
2
2020-11-29 01:12

                                  頻率:100Hz載波40KHz

原理圖:

上面原理圖通過低通濾波得出的波形為交流全波整流后的波形,只要把其中一半倒相180度就可得到正弦波了,因此証明這方法是可行的。示波器顯示74.2M証明被干擾了,因此用了高頻變壓后得出的正弦波質量可能沒用工頻變壓好。

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hong_t
LV.6
3
2020-11-29 10:21
@hk65332
[图片]                   頻率:100Hz載波40KHz原理圖:[图片]上面原理圖通過低通濾波得出的波形為交流全波整流后的波形,只要把其中一半倒相180度就可得到正弦波了,因此証明這方法是可行的。示波器顯示74.2M証明被干擾了,因此用了高頻變壓后得出的正弦波質量可能沒用工頻變壓好。
工频率变压器体积会很大吧?
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hk65332
LV.1
4
2020-11-29 11:36
@hong_t
工频率变压器体积会很大吧?
這個用的是高頻變壓器,因為整流后為直流,所以用RC低通濾波然后在電容上并電阻得出的波形(沒并電阻只有直流),所以波形有點失真且電壓很低。
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FQCAD
LV.5
5
2020-11-29 22:46
@hk65332
這個用的是高頻變壓器,因為整流后為直流,所以用RC低通濾波然后在電容上并電阻得出的波形(沒并電阻只有直流),所以波形有點失真且電壓很低。
直接用SPWM去推高频变压器,会因变压器偏磁问题而炸管,因SPWM波脉宽是不断变化,不对称的。这不同于直接推工频变压器,SPWM波进入工频变压器后,工频变压器因频率响应特性会将SPWM滤掉高频部分,成平滑的正弦波。
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FQCAD
LV.5
6
2020-11-29 22:56

什么叫做 “高壓SPWM”,高频逆变器的逆变过程就是将升压后的高压直流,经H桥后变成“高壓SPWM”,然后LC滤波得到正弦波。所以低压直流首先通过升压。当然如果 几十个电池直接串成400V左右的,那么不必要升压这一过程了。

工频是逆变,升压和滤波一起做了。

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hk65332
LV.1
7
2020-11-29 23:17
@FQCAD
什么叫做“高壓SPWM”,高频逆变器的逆变过程就是将升压后的高压直流,经H桥后变成“高壓SPWM”,然后LC滤波得到正弦波。所以低压直流首先通过升压。当然如果几十个电池直接串成400V左右的,那么不必要升压这一过程了。工频是逆变,升压和滤波一起做了。

1.你可能沒看明白,我己經講了,大多就是用你講的這種方試,而我講的是不用這種方試,也就是不把它變成直流311V(當然因有內阻實際要大于這電壓),也不用494/3525。就是省掉400V的濾波電容。工頻變壓形就不用這些,所以我把它叫做工頻的變種。

2.肯定不能把工頻變壓直接換高頻變壓,因會磁飽和而燒管,要注意我講的是工頻的變種,上面的電電路也己經生成了正弦波(當然還得將一半倒相180度,不過這簡單,再來個全橋)。

3.直接用SPWM去推高频变压器,会因变压器偏磁问题而炸管,因SPWM波脉宽是不断变化,不对称的...........燒管不是不对称引起的,單管更不對稱,也不見它燒管,而且實驗過升成上面的波形空戴几十mA,怎么燒?

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STM32MCU
LV.1
8
2020-11-30 15:17
@hk65332
1.你可能沒看明白,我己經講了,大多就是用你講的這種方試,而我講的是不用這種方試,也就是不把它變成直流311V(當然因有內阻實際要大于這電壓),也不用494/3525。就是省掉400V的濾波電容。工頻變壓形就不用這些,所以我把它叫做工頻的變種。2.肯定不能把工頻變壓直接換高頻變壓,因會磁飽和而燒管,要注意我講的是工頻的變種,上面的電電路也己經生成了正弦波(當然還得將一半倒相180度,不過這簡單,再來個全橋)。3.直接用SPWM去推高频变压器,会因变压器偏磁问题而炸管,因SPWM波脉宽是不断变化,不对称的...........燒管不是不对称引起的,單管更不對稱,也不見它燒管,而且實驗過升成上面的波形空戴几十mA,怎么燒?
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STM32MCU
LV.1
9
2020-11-30 15:19
@STM32MCU
[图片]
你说的是这样吗,这样的话要考验MOS的选择及驱动和H桥的布线了,且后面还要挂一个工频牛也没意义
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STM32MCU
LV.1
10
2020-11-30 15:28
@STM32MCU
[图片]
这么大电流,每路2颗MOS的VDS串连加变压器初级的压降,考验MOS的选择和驱动了
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hk65332
LV.1
11
2020-11-30 18:37
@STM32MCU
这么大电流,每路2颗MOS的VDS串连加变压器初级的压降,考验MOS的选择和驱动了

1.我見過的工頻正弦波逆變器不管是美國、日本或國產的都用你上面的這個電路,只不過進口的多了二到三級的LC濾波,誰也不愿意多一個MOS管的壓降。對于工頻形來講你有更好的電路嗎?

2.我做的工頻形也是這個電路,不過上面提到的是高頻,肯定用高頻變壓。

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2020-12-09 11:54
@hk65332
[图片]                   頻率:100Hz載波40KHz原理圖:[图片]上面原理圖通過低通濾波得出的波形為交流全波整流后的波形,只要把其中一半倒相180度就可得到正弦波了,因此証明這方法是可行的。示波器顯示74.2M証明被干擾了,因此用了高頻變壓后得出的正弦波質量可能沒用工頻變壓好。
了解一下铃流电源,就是你说的这样,只不过频率比较低。
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st.you
LV.10
13
2020-12-12 12:05
@hk65332
[图片]                   頻率:100Hz載波40KHz原理圖:[图片]上面原理圖通過低通濾波得出的波形為交流全波整流后的波形,只要把其中一半倒相180度就可得到正弦波了,因此証明這方法是可行的。示波器顯示74.2M証明被干擾了,因此用了高頻變壓后得出的正弦波質量可能沒用工頻變壓好。
这个电路输出就是所谓的馒头波,后面再加一级全桥就能成交流了,只是没有灌电流能力,负载是阻性的还好,感性或者容性,波形失真就会很大。而且输出没有电感滤波,原理上是不可行的,带负载效率极低。
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hk65332
LV.1
14
2020-12-23 12:28
@st.you
这个电路输出就是所谓的馒头波,后面再加一级全桥就能成交流了,只是没有灌电流能力,负载是阻性的还好,感性或者容性,波形失真就会很大。而且输出没有电感滤波,原理上是不可行的,带负载效率极低。

做个线路实测结果如下:高频变压用PC95 EE4220(EE55电流大点),0.8线(初级14并4T,次级68T),输入电压24V进行测试。

1.静态电流小(23KHz:85mA\46KHz68mA),加400V电容其它硬件不变(普通高频机)高压桥46KHz:185mA

2.由于高压桥工作于50Hz且在过零点转换,发热量很低,500W时无须散热板,普通高频机模式发热量大于低压桥。

3.当占空比约大于80%时LC低通滤波电感续电流不通过D101,而是通过高频变压,产生很高的电压尖锋,不过这可能可以用谐振的方式解决(因没电感表不能精确计算出电容值也没多品种的高压电容因此没实测)。

4.空载时输出为方波,加个风扇或20W烙铁才能输出正弦波。

5.为了解决空载方波使用高低压桥同步模式,但空载电流接近280mA(有可能同步有问题)。

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st.you
LV.10
15
2020-12-23 13:42
@hk65332
做个线路实测结果如下:高频变压用PC95EE4220(EE55电流大点),0.8线(初级14并4T,次级68T),输入电压24V进行测试。1.静态电流小(23KHz:85mA\46KHz68mA),加400V电容其它硬件不变(普通高频机)高压桥46KHz:185mA2.由于高压桥工作于50Hz且在过零点转换,发热量很低,500W时无须散热板,普通高频机模式发热量大于低压桥。3.当占空比约大于80%时LC低通滤波电感续电流不通过D101,而是通过高频变压,产生很高的电压尖锋,不过这可能可以用谐振的方式解决(因没电感表不能精确计算出电容值也没多品种的高压电容因此没实测)。4.空载时输出为方波,加个风扇或20W烙铁才能输出正弦波。5.为了解决空载方波使用高低压桥同步模式,但空载电流接近280mA(有可能同步有问题)。[图片][图片]
看你最终原理图是有输出滤波电感的,L4,波形空载失真问题,估计这个在现有结构下无解(加假负载不算)。比较感兴趣效率,有没实测?
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hk65332
LV.1
16
2020-12-23 17:44
@st.you
看你最终原理图是有输出滤波电感的,L4,波形空载失真问题,估计这个在现有结构下无解(加假负载不算)。比较感兴趣效率,有没实测?

1.我開始提出問題時就講“高壓SPWM再通過LC低通濾波”,所以從來沒講過不用LC濾波。

2.效率沒有實測,因我不是專業做開關電源的,穩壓是自己做的,最重要表頭是3A改的精度有限。但從發熱量看效率高于普通高頻機,因已省掉一邊的散熱板。

3.當然這種方式確實存在些問題。

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st.you
LV.10
17
2020-12-24 10:11
@hk65332
1.我開始提出問題時就講“高壓SPWM再通過LC低通濾波”,所以從來沒講過不用LC濾波。2.效率沒有實測,因我不是專業做開關電源的,穩壓是自己做的,最重要表頭是3A改的精度有限。但從發熱量看效率高于普通高頻機,因已省掉一邊的散熱板。3.當然這種方式確實存在些問題。

你开始提供的图没看到滤波电感呢,所以没理解  

见过一种叫所谓的高频链方式的,全MOS结构,包括次级整流桥也用MOS,估计波形问题就能解决。

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dy-ApBWXTPB
LV.1
18
2020-12-24 10:16
直接用SPWM去推高频变压器,会因变压器偏磁问题而炸管,因SPWM波脉宽是不断变化,不对称的。这不同于直接推工频变压器,SPWM波进入工频变压器后,工频变压器因频率响应特性会将SPWM滤掉高频部分,成平滑的正弦波。
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hk65332
LV.1
19
2020-12-25 10:46
@st.you
你开始提供的图没看到滤波电感呢,所以没理解[图片]  见过一种叫所谓的高频链方式的,全MOS结构,包括次级整流桥也用MOS,估计波形问题就能解决。

1.你講的次级整流桥也用MOS是不可能成功的,因這里是高壓,而大功率MOS管一般都有二極管,就算沒二極管反向電壓一般也不會超過20伏,對于高壓來講永遠是導通的。

2.其實我講的高低壓橋同步是可以輸出正弦波的,但由于通過變壓器波形多多少少會改變很難單簡的同步。

3.這個不只是對變種的測試,也對普通高頻機的開環、閉環的測試,同時也是完整的工頻逆變器,更重要的是可以用來對高頻變壓器飽和點的測試(因為電路中加入R27(本來是不須要的)、還用上了XL7005),因此它是可以輸出占空比可調,頻率可調且寬電壓的工具來用,只要在變壓器上來兩圈就能測出什么頻率什么電壓會飽和。

4.所以已經沒價值再進行測試了。

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hk65332
LV.1
20
2020-12-25 10:56
@dy-ApBWXTPB
直接用SPWM去推高频变压器,会因变压器偏磁问题而炸管,因SPWM波脉宽是不断变化,不对称的。这不同于直接推工频变压器,SPWM波进入工频变压器后,工频变压器因频率响应特性会将SPWM滤掉高频部分,成平滑的正弦波。

這得看你怎么用SPWM去推高频变压器了。

1.工頻型是在其中半橋連續給SPWM信號(請注意是連續)長達10mS,然后換另半橋給10mS,這樣它的高頻信號中包含50Hz的低頻信號,有時為了降低靜態功耗會在初級加入電感過濾掉高頻信號而讓50Hz信號進入工頻變壓升壓。

2.如果讓50Hz低頻信號進入高頻變壓必飽和,MOS管必死。

3.所以對其進行兩種測試:

       1.每一個SPWM信號(單個脈沖)給兩個半橋各一次,然後再給另一個SPWM信號(占空比已變),這樣能保証高頻變壓絕對平衡,但SPWM數組必須減少一半。

       2.給其中半橋一個SPWM信號(單個脈沖),接著給另外半橋一個SPWM信號(占空比已變),也就是你講的高頻變壓已不平衡。通過測試這兩種的靜態與負載電流都 是一樣的,至少是測不出有分別的。

4.當然這不包含低頻信號直接通過LC低通濾波輸出的電壓几乎等于0。因此又通過二極管把其中半橋倒相180度又形成了10mS的SPWM波。

5.當然也測試過給SPWM雙極形信號(不能直接給負值),不用高壓橋就直接生成包含直流的正弦波。

6.這種方試能生正弦波是肯定的,但由于高頻變壓會產生電壓尖鋒而降低它的實用性。
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st.you
LV.10
21
2020-12-25 13:50
@hk65332
1.你講的次级整流桥也用MOS是不可能成功的,因這里是高壓,而大功率MOS管一般都有二極管,就算沒二極管反向電壓一般也不會超過20伏,對于高壓來講永遠是導通的。2.其實我講的高低壓橋同步是可以輸出正弦波的,但由于通過變壓器波形多多少少會改變很難單簡的同步。3.這個不只是對變種的測試,也對普通高頻機的開環、閉環的測試,同時也是完整的工頻逆變器,更重要的是可以用來對高頻變壓器飽和點的測試(因為電路中加入R27(本來是不須要的)、還用上了XL7005),因此它是可以輸出占空比可調,頻率可調且寬電壓的工具來用,只要在變壓器上來兩圈就能測出什么頻率什么電壓會飽和。4.所以已經沒價值再進行測試了。
变压器测试仪?  不错啊
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