一、电路原理:
该逆变器分为3大部分,每一部分做一块PCB板。分别是“功率主板”;“SPWM驱动板”;“DC-DC驱动板
1.功率主板:
功率主板包括了DC-DC推挽升压和H桥逆变两大部分。
该机的BT电压为12V,满功率时,前级工作电流可以达到55A以上,DC-DC升压部分用了一对IRFP2907z,这种247封装的场效管,只要散热做到位,一对就可以输出600W,主变压器用了EE55的磁芯,其实,就600W而言,用EE42也足够了,我是为了绕制方便,加上EE55是现存有的,就用了EE55。关于主变压器的绕制,下面再详细介绍。前级推挽部分的供电采用对称平衡方式,这样做有二个好处,一是可以保证大电流时的二个功率管工作状态的对称性,保证不会出现单边发热现象;二是可以减少PCB反面堆锡层的电流密度,当然,也可以大大减小因为电流不平衡引起的干扰。高压整流快速二极管,用的是TO220封装的RHRP8120,这种管子可靠性很好,我用的是二手管,才1元钱一个。高压滤波电容是470uf/450V的,在可能的情况下,尽可能用的容量大一些,对改善高压部分的负载特性和减少干扰都有好处。
H桥部分用的是4个IRFP460,耐压500V,最大电流20A,也可以用性能差不多的管子代替,用内阻小的管子可以提高整机的逆变效率。H桥部分的电路采用的常规电路。
下面是功率主板的PCB截图,长宽为200X150MM,因为,这部分的电路比较简单,所以,我没有画原理图,是直接画了PCB图的。该板布板时,曾得到孔工的提示帮助,特在此表示感谢。
2. SPWM驱动板
,SPWM的核心部分采用了张工的TDS2285单片机芯片,这里不详说了。U3,U4组成时序和死区电路,末级输出用了4个250光藕,H桥的二个上管用了自举式供电方式,这样做的目的是简化电路,可以不用隔离电源。
因为BT电压会在10-15V之间变化,为了可靠驱动H桥,光藕250的图腾输出级工作电压一定要在12-15之间,不能低于12V,否则可能使H桥功率管触发失败。所以,这里用了一个MC34063(U9),把BT电压升至15V(该升压电路由钟工提供),实验证明,这方式十分有效。
整个SPWM驱动板,通过J1,J2插口和功率板接通,各插针说明如下:
J2:
2P-4P; 7P-9P; 13P-15P; 18P-20P 分别为H桥4个功率管的驱动引脚。
23P-24P为交流稳压取样电压的输入端。
J1:
1P为2285输出至前级3525第10P的保护信号连接端,一旦保护电路启动,2285的12P输出高电平,通过该接口插针到前级3525的10P,关闭前级输出。
6P-7P-8P为地GND。
9P接保护电路的输出端,用于关闭后级SPWM输出。
10P-11P接BT电源。
下面是SPWM驱动板的电原理图和PCB截图:
如左边的R10 R11 R12,C15 C16 C17,是DC-DC升压电路的吸收回路,因为本机前级用的是准开环,如果变压器漏感不大,这六个元件可以不装,我的样机就没有装。
2.DC-DC驱动板:
这块驱动板,没有什么难度,只要元件是好的,且没有装错东西的话,一般可以一次开机成功。
先在电瓶的引线上接一个15A的保险丝,功率主板上的高压保险丝不要装,这样,前后级就分开了。插上前级DC-DC驱动板,把万用表直流电压700V档接在高压电解二端,开机(按一下DC-DC驱动板上的ON启动开关),前级就启动了,功率主板上的高压指示LED就亮了,这时,看直流高压为几V。调试DC-DC驱动板上的R12多圈电位器,使高压输出在370-380V之间。此时,12V的电流应该在200MA之内,说明前级正常。这里如果看D极波形,应该是杂乱的波形,因为是空载限压的状态下,这样的波形是对的。
这里,可以稍稍为前级加点负载,可以用二个100W220V的灯泡串联起来,接到高压解的二端,这时电瓶电流可达到12A左右,让它工作一段时间,看看前级功率管有没有温升,如果温升不明显,可以把电瓶保险丝换大点,继续加大负载,一般在功率管散热正常的情况下,前级可以加到600W左右。在加载的情况下,再看D极波形,应该是正常的方波,稍有点尖峰是没有关系的,如果尖峰过大,说明变压器制作不过关,要重新绕制。
B).后级调试:
调好前级后,再把前级的DC-DC驱动板拔下,在功率主板的高压保险丝座上,装上一个1A左右的保险丝,在高压电解二端接上一个60V左右的电压,作为母线电压,我是用一台双组的30V电源串起来当成60V用。插上SPWM驱动板,如果电路没有问题,这时,在AC输出端就可以测到正弦波了,电压大约在40V左右,可以接一个36V60W的灯泡做负载。
C).联机
在前后级都正常的情况下,可以把前后级联起来,完成整机调试。
把前级的DC-DC驱动板重新插上,后级AC输出端的负载去掉,接上示波器(示波器最好用1:100的高压探头)和万用表(AC700V档),把高压保险丝换成一个0.5A的。下面要做的事是:开机!即按一下DC-DC驱动板的启动开关,成败在此一举,如果后级元件耐压没有问题,此时,应该在示波器上看到正弦波了,波形应该很漂亮。这里,调整SPWM驱动板的多圈电位器R7,就可以看到输出电压在变化,把它调在225V左右停下。
当然,如果元器件性能不好,或者安装不到位,这时不是冒烟,就是冒火了!
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