本次DIY作品为“2KW双向逆变器”可以将220VAC市电转换成48V直流给电池充电，同时也可以将48V直流电转换成220V交流电给家用电器供电，智能切换。
应用场景：
1，像我这样不喜欢电车的人很多，油车上又没有220V大功率交流电输出。把家里买菜的两轮电瓶车骑过来，用此逆变器把电池直流电转换成220V交流电，就可以接大功率吸尘器、大功率抽吸一体机打扫汽车内饰了。
2，两轮电动车应用：本逆变器，在家里可以给两轮电瓶车充电；在户外，骑电瓶车去野外玩耍时，可以将电瓶的电转换成220V交流电，约两位道友煮茶、做饭、炸串、炒个小菜、煮个小火锅。
前言
在人生的长河中，总有一些节点如同璀璨星辰，照亮我们前行的道路。对我而言，20岁那年踏入电源网（这是我网名的由来），无疑是我技术探索之旅的启明星。时光荏苒，转眼间，这段旅程已伴随我走过了一个大庆，它不仅见证了我的成长与蜕变，更让我有幸结识了一群志同道合的朋友。
初入电源网，我还是个毛头小子。这个充满智慧与激情的平台，仿佛是为我量身打造的知识宝库。在这里，每一个帖子都蕴含着前辈们的经验与智慧，每一次交流都激发着我对未知领域的渴望。我如饥似渴地吸收着这些宝贵的知识，从基础的电路原理到复杂的电源设计，从理论探讨到实践应用，电源网为我搭建起了一座通往电子技术殿堂的桥梁。
在电源网这个大家庭里，有很多大牛。他们或是行业内的佼佼者，或是拥有独到见解的技术爱好者。每一次与他们的交流，都让我受益匪浅，仿佛是在与智慧的火花碰撞，激发了我对电子技术更深层次的思考。这些宝贵的经历，不仅拓宽了我的视野，更让我深刻体会到知识共享的力量。
十三年，对于人生而言，是一段不短的时光。我从一个青涩的少年成长为能够独当一面持证上岗的工程师，这一切都离不开电源网这个平台的滋养，以及那些在我成长道路上给予帮助与支持的朋友们。天边姐姐和众多技术大牛们的身影，早已深深烙印在我的心中，成为我人生旅途中不可或缺的一部分。
如今，回望这段充满挑战与收获的旅程，心中充满了感激。感谢电源网这个平台为我提供了一个展示自己、学习进步的机会；感谢那些在电源网上给予我帮助和支持的朋友们；更感谢姐姐一直对我的鼓励。未来，无论我走到哪里，这段经历都将是我宝贵的财富，不断激励我前行。
不墨迹，首先上视频：
B站视频链接：https://www.bilibili.com/video/BV1hqBqYoEpM/?vd_source=fa22a67d1a182a2912c8e429c6c7e566
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一、什么是双向逆变器：
双向逆变器是一种开关电源变换器，它可以将直流电源转换为交流电源，或者将交流电源转换为直流电源。这种转换过程可以通过控制电路来实现，从而满足不同的应用需求。双向逆变器的应用非常广泛，它不仅应用于太阳能、风能等可再生能源的转换和储能，还应用于电动汽车、智能电网、工业电力系统等领域。双向逆变器的主要特点是可以实现能量的双向流动，特别是近几年新能源汽车上基本都搭载了既可以交流充电又可以放电的控制器。
双向逆变器的主要电路结构是DC/DC+DC/AC，既可正向工作也可反向工作。在汽车上基本都是用DSP来做。然而，其成本较高、控制复杂和对环境要求高等缺点也需要我们重视。未来随着技术克服和不断进步、应用领域的不断拓展，双向逆变器的应用前景将更加广阔。
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下面分享整个设计过程：
整个设计过程分为：制定参数→确定产品尺寸→设计原理图→设计PCB→打样PCB板→采购元器件→焊接调试→成品展示
二、设计参数：
正向：输入38.4V-47.6V，输出220V_50Hz
反向：输入180-265V 50-60Hz，输出恒流40A电压58V
产品尺寸：长宽高25*16CM*4CM
电路架构：三有源桥
三、简化拓扑结构图：
从上图可以明显看出电路分为三部分，每部分由4颗MOS组成H桥结构，简称三有源桥。
12颗MOS也就需要 12路PWM控制信号，10个CS采样信号，其中6路CS信号需要用差分走线，这22个小信号走线非常讲究，稍有不慎调板子时就会让你抓狂。
左边DC/DC部分，采用了LC谐振型DAB拓扑结构，能实现能量的双向传输，作逆变升压时，将48V电池电压升至350V，供后级 DC/AC 逆变所需的高压；作充电器降压时，将市电经 PFC 升压后的高压直流电压转换为低压直流电压，供电池恒压恒流充电，合理的器件参数配置可实现软开关提高效率。
右边H桥负责控制 DC/AC 逆变和无桥APFC升压，作DC/AC逆变时，采用了中间对齐PWM 调制方式，调制频率为 20KHz，该调制方式的优点是H桥上开关管的频率为 20KHz，输出电感和输出电容上的开关频率是 PWM 频率的2倍，跟传统逆变器的单极性或双极性调制方式相比，在相同功率下，MOS上的开关损耗相同，这种调制方式可以降低电感的体积和线径；作PFC升压时采用了经典的无桥APFC电路结构，H桥的两个下管做 PWM 调制，两路上管做同步整流。
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四、上原理图：
↓↓↓主功率部分
红色框中为全桥拓扑
黄色款中为LC谐振电路
蓝色框中为电流互感器，200:1短路保护（下面有图）
绿色框中为次级全波整流
↓↓↓
↓↓↓200:1电流互感器
↓↓↓H桥逆变电路，将400V直流逆变为220V 50Hz交流
↓↓↓控制电路部分
↓↓↓这里是次级全桥整流驱动电路，因为输出为400V高压，所以驱动信号之间隔离要求也比较高，否则有击穿风险。
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五、整个电路工作逻辑和原理分析：
为了方便看图，我们用得捷官网的Scheme- it在线设计工具，绘制功能框图来详细分析。
上图中第1、2、3部分，负责DC/DC转换，采用了LC谐振型双有源桥（DAB）拓扑结构，能实现能量的双向传输。
A）作逆变升压时，为经典的全桥拓扑架构，实现将电池的低压直流电压转换为高压直流电压，供后级DC/AC逆变所需的高压。此时Q5、Q6、Q7、Q8作为同步整流的MOS使用。
B）作充电器降压时，为全桥LC谐振拓扑，实现将市电经PFC升压后的高压直流电压转换为低压直流电压，供电池充电所需的恒压恒流充电。LC谐振参数（标黄色的2号框中器件）需要和开关频率匹配，便可实现MOS的软开关控制。此时Q1、Q2、Q3、Q4作为同步整流的MOS使用。
上图中第4部分，负责DC/AC逆变，和主动APFC BOOST升压。
1）作为DC/AC逆变时，为常规H桥结构，采用了中间对齐PWM 调制方式，调制频率20KHz，采用该调制方式的主要目的是实现倍频调制，使输出电感和电容的体积减小，输出纹波电流小，控制上采用了双环控制算法，大大提高了带负载的瞬态能力。
2）作为升压时，为传统型无桥Boost PFC拓扑结构，两个上管S9和S11用体二极管作为快恢复二极管，两个下管开关管Q11和Q12做PWM开关，开关频率为20KHz，采用了平均电流控制算法。当输入电压正弦波正半周期时，电感L2电流为从L输入到N输出，开关管 S10 导通时，输入正半周电压经由 S10 、RS10以及RS12、S12的体二极管给电感 L2 储能，当 S10 关断时，S9的体二极管导通，电感 L2 和输入正弦波的正半周共同给C10输出电容充电及向负载供电，此时电感L2释放储存的能量，同理在输入电压正弦波负半周期时，电感 L2 电流为从 N 输入到 L 输出，开关管 S12 导通时，输入负半周电压经由 S12 、RS12 以及 RS10、S10 的体二极管给电感 L2 储能，当 S12 关断时，S11 的体二极管导通，电感 L2 和输入正弦波的负半周共同给C10输出电容充电及向负载供电，此时电感L2释放储存的能量。RS10 和 RS12 是用于电感 L2 的电流采样，作为内部电流内环的实际电流输入信号。
其工作模式当然也是CCM，如果是CRM做退磁检测的话，会简单很多。
完美的控制程序才能在全负载范围内做出漂亮的波形
要实现相位跟随，基本方法无非是固定Ton或者固定Toff，但会伴随另外一个问题出现：
AC掉电后，极短的时间再次通电（几十毫秒级别），一个馒头波只有10mS，断电几十毫秒MCU未掉电，此时Ton已然达到Ton_MXA状态。AC再次上电如果此时瞬时电压为90度时的峰值，则Ton_MAX会导致数十倍的Ipk。
一般的解决方案是增加一个OCP，然而不合理的OCP设置会降低瞬态响应和欠压削峰。
六、下面分享一个TI的TIDM-BLPFC中介绍的“虚拟交流电压”，其原理如下：
交流中断测试需要准确检测交流故障和交流恢复事件，从而停止和恢复 PFC 操作。交流中断测试中的重大技术挑战是交流电恢复时的 PLL 同步问题。通常，基于 SW 的 PLL 需要几个周期才能赶上电网相位，因此它无法在此过渡期间提供与电压同相的电流基准。下图所示为理想的交流中断测试波形。在交流电恢复后，PLL 立即追上交流电网并恢复正常的 PFC 操作。
所示为不太理想的交流中断解决方案。由于 SPLL 过渡时间的原因，它需要额外的时间让 PLL 工作并且 不提供快速的直流总线恢复。
在 TIDM-02008 中，引入了虚拟交流电压。MCU 内部会生成内部正弦波，其振幅和相位角将与可用的实际交流电网同步。一旦同步，无论实际电网电压如何，虚拟信号都会提供正弦信号，即使在交流中断期间也可以使用。如下图所示，虚拟交流信号在过渡期间提供电流基准，一旦 PLL 追上交流电网，PLL 将照常提供电流基准。
下图所示的状态机监控交流电压并根据交流电压状态做出决定。
下图是900W负载下的交流中断测试结果
蓝色为VBUS母线电压
红色为输入电流波形
紫色为输入电压波形
40VDC-60VDC-120VAC 3600W 带12V/35A 24V/15A 12V-175V输入1200W-MMPT