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通用型正弦波逆变器控制器

今天是2022年正月初六,在此先给大家拜个晚年,祝大家晚年幸福!

春节放假期间闲来无事就干干有意义的事情,板子之前就设计好了一直没时间打板调试,借此时间调试一下,效果还是蛮不错的,大年三十晚上调到了凌晨两点,在工作中跨年无疑也是一种幸福,成功的喜悦是一种享受。

简单介绍一下控制器基本功能;主要是为正弦波逆变器设计,驱动部分采用隔离电源,光耦隔离带负压关短,过流保护电流采样采用霍尔互感器+运放+393;过流保护采用窗口比较器直接连接SPWM信号封锁,单片机PWM输出+硬件与门电路封锁+二极管上管封锁,预备后期做无桥Boost升压充电;后再加4个独立的与门+二级管隔离构成过流硬件封锁,最后接达林顿管,将PWM信号反转接入光耦输入信号;稳压反馈,市电采样均采用隔离变压器,电路简单,安全可靠,唯一缺点就是市电检测线性度差点,需要有软件做阶梯校准,逆变反馈有稳压牵制,220V±20V,线性度没问题,不影响够用,板内带有过零点检测电路,最简单的光耦电路,用于市电频率采集,锁频锁相用,留有继电器切换接口,做UPS不间断电源用,基本电路就这些。

电路做的比较复杂,一时为了保护性能好点,二是为了出现炸管是好修点,不至于像自举2110驱动一样出现炸管就是一大片,整个电路全军覆没,CPU都干坏了,个人不太喜欢,三是为了减少CPU的工作量,软件做核心的东西,配合硬件合理搭配,做出精品。毕竟软硬结合才是王道,也就像太极阴阳相辅相成,扯远了,不好意思。主要是我用的是8位单片机,跑不了太快,资源有限!

显示屏用的是淘晶池的2.8寸触摸屏,因为实际产品应用每家都不可能一样,我自己测试就简单点,不设计画板了,留有RS232接口,供客户自己设计显示屏。

下面为大家分享电路图和测试结果

全部回复(40)
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2022-02-06 20:43

波形看起来不好啊,是没调试好吗?

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2022-02-06 20:46

最好你自己试验到主板计划支撑的最大功率电流

不然你永远看不到自己的缺陷

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2022-02-07 09:35
@zhiyiyunmeng
波形看起来不好啊,是没调试好吗?

亲,你看到的波形是市电和逆变重叠后的

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2022-02-07 09:38
@zhiyiyunmeng
最好你自己试验到主板计划支撑的最大功率电流不然你永远看不到自己的缺陷

重载老化肯定会做的

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ruohan
LV.9
6
2022-02-08 13:44
@偶德枫
重载老化肯定会做的

希望能把逆变和市电相位跟踪的方法给讲一下,怎么做到的

 

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2022-02-08 14:31
@ruohan
希望能把逆变和市电相位跟踪的方法给讲一下,怎么做到的 

这才是有意义的提问,抽时间给大家图文并茂

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2022-02-11 17:42

学习了

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#回复内容已被删除#
9
2022-02-12 15:28

这是工频的吗?设计资料可以分享吗?学习一下.

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2022-02-12 15:59
@电源攻城师
这是工频的吗?设计资料可以分享吗?学习一下.

工频高频都可以,硬件原理图已经分享了,软件是没法分享的,亲!

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2022-02-12 16:01
@电源攻城师
这是工频的吗?设计资料可以分享吗?学习一下.

我的帖子里有一个普通正弦波逆变源代码分享,您可以看看,希望对您有帮助。

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2022-02-13 12:07

最简单的过零检测电路

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2022-02-13 21:40

这个是过零点送到单片机的信号,根据这个计算市电频率和相位参考,实现跟踪

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2022-02-13 21:55
@偶德枫
[图片]这个是过零点送到单片机的信号,根据这个计算市电频率和相位参考,实现跟踪

单片机启用下降沿触发计数,算出来的数值转换成实际频率就可以算出市电频率了,有了市电频率后,要想市电逆变跟踪,首先要把逆变输出频率调整到和电网频率一致,而后才是跟踪调整,相位跟踪同样也是低电平触发信号查询当前的逆变相位,如果超前就向后移动,如果邂逅就向前移动,还有个知识点就是跟踪相位调整,也叫补偿,程序运行必须高于SPWM逆变输出程序,否则永远也跟踪不上,原因很简单,捡重要的活先干,主次分明,软件设计之前必须思路明确,搞好上下级关系。

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2022-02-13 22:02

这个是跟踪成功后的波形,黄色为逆变波形,蓝色为市电波形,相位跟踪是每个正弦波周期都要工作的,不是启动是跟踪一次,也不是过多长时间或者隔几个正弦波周期,记得之前电源网别的帖子里有朋友问过,在这顺便说一下。

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2022-02-13 22:09

这几张图就是完成锁相的渐变过程,相位差由大慢慢变小,最后两者重合。

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2022-02-13 22:22

上图所示,黄色逆变波形,蓝色市电波形,逆变波形明显邂逅于市电波形,此刻软件就要向前调整逆变相位,怎么向前调整,假设目前SPWM用的是查表法,查表步进值就得减值了,使其在180度的某一个角度停留,当然停留的时间不能过长,不然逆变输出波形会畸变,为什么说是停留,因为不同的中断程序各跑各的,相位跟踪在调整逆变相位,SPWM步进也在查表,走一步退一步等于没走。

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2022-02-13 22:30

如图所示,黄色为逆变波形,蓝色为市电波形,逆变超前于市电波形,此刻软件同样做出相位调整,还是以查表法来说,查表不步进值就得增加,相位跟踪加一步,SPWM查表加一步,等于比原来步进值多走了一步,一共两步,逆变相位就自然往后走了。

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2022-02-13 22:40

再说说这个相位补偿,因为单片机的程序运行速度和主次关系,肯定存在这误差,即使同频同相,相位差有时候也不一定是0,还有就是硬件电路的误差,过零信号的上拉电阻和滤波电容都有关系,一般的相位误差不会超多正弦波半波周期点数的1/2;如果误差太大,那就有可能是硬件电路不匹配,这样会失去稳定性,和准确度。

我的相位误差大约是半波周期点数的1/3,此刻同步后的实际相位差接近为0

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ruohan
LV.9
21
2022-02-15 08:13
@偶德枫
单片机启用下降沿触发计数,算出来的数值转换成实际频率就可以算出市电频率了,有了市电频率后,要想市电逆变跟踪,首先要把逆变输出频率调整到和电网频率一致,而后才是跟踪调整,相位跟踪同样也是低电平触发信号查询当前的逆变相位,如果超前就向后移动,如果邂逅就向前移动,还有个知识点就是跟踪相位调整,也叫补偿,程序运行必须高于SPWM逆变输出程序,否则永远也跟踪不上,原因很简单,捡重要的活先干,主次分明,软件设计之前必须思路明确,搞好上下级关系。

单片机怎么判断已经跟踪了,或者说是跟踪成功了

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2022-02-15 08:22
@ruohan
单片机怎么判断已经跟踪了,或者说是跟踪成功了

上述已告知怎么跟踪了,判断相位同步不是很简单的事嘛,逆变相位自身知道,判断相位差小于你所等于的误差值及为同步

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dw772
LV.1
23
2022-02-15 09:13
@偶德枫
上述已告知怎么跟踪了,判断相位同步不是很简单的事嘛,逆变相位自身知道,判断相位差小于你所等于的误差值及为同步

相位同步时间大概要多久

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2022-02-15 10:31
@dw772
相位同步时间大概要多久

这个时间自己可以调整,首先确认频率需要一定时间,防止频率不稳定,接下来调整逆变输出频率,这个看单片机的性能,性能好的调快点,性能差的调慢点,但是不易过快,防止单片机寄存器溢出,出现致命错误,调整完频率就是判断相位开始跟踪;确认频率需要10-20周波;调整频率看误差多少,误差大时间就长点,50HZ可接受范围设定45-55Hz之前,大约1-10个周波不等;跟踪调整时间看相位误差多大,一般也是1-10个周波不等。

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2022-02-15 15:03
@偶德枫
[图片]上图所示,黄色逆变波形,蓝色市电波形,逆变波形明显邂逅于市电波形,此刻软件就要向前调整逆变相位,怎么向前调整,假设目前SPWM用的是查表法,查表步进值就得减值了,使其在180度的某一个角度停留,当然停留的时间不能过长,不然逆变输出波形会畸变,为什么说是停留,因为不同的中断程序各跑各的,相位跟踪在调整逆变相位,SPWM步进也在查表,走一步退一步等于没走。

首先非常感谢老师的仔细讲解,请问一下老师:180度左右暂停一下是指过零点附近吗?这个位置是考虑安全还是其他原因?

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2022-02-15 16:08

真牛逼

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2022-02-15 17:25
@bin15738390080
首先非常感谢老师的仔细讲解,请问一下老师:180度左右暂停一下是指过零点附近吗?这个位置是考虑安全还是其他原因?

180度内的任意一个角度,内,因为一个正弦波周期是360度,我们锁相是根据过零点判断的,所以是上半周或者下半周,半周只有180度。

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pch888
LV.1
28
2022-02-20 11:49

不错

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2022-02-23 09:50
@偶德枫
180度内的任意一个角度,内,因为一个正弦波周期是360度,我们锁相是根据过零点判断的,所以是上半周或者下半周,半周只有180度。

按照老师的思路已经完成了任意角度的锁相,感谢分享,可以加老师一个微信好友吗?微信号:15738390080

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2022-02-23 12:20
@bin15738390080
按照老师的思路已经完成了任意角度的锁相,感谢分享,可以加老师一个微信好友吗?微信号:15738390080[图片][图片]

您很聪明,一点就通

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2022-02-23 18:12

硬件保护电路做的非常完整,学习了!

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