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stc单片机制作逆变器,问题求解,谢谢!

我是一名学生,最近做了个逆变器,我做了如下的调试出现了严重性的问题,求解?

输入电压12v进行,输出电压8.5v的正弦波交流电,我的管子是用IRF840,我的设计方案是通过stc单片机产生2路互补的50hz方波,2路互补的spwm波(载波为21.6khz),采用ir2101驱动MOS管,滤波电感是3mh的,滤波电容是205的CBB电容.调试过程出现如下问题:

1.空载时,逆变输出不是正弦波;

2.接5w/58Ω(这个负载在5Ω到100Ω都可以)的负载时,逆变可输出正弦波;

3.接5w1kΩ的负载时,逆变输出的波形就不是正弦波了;

4.不管输入电压为多少,都是和上面的现象一样,请高手求解?

                                                                            

 

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2012-03-20 20:21

可能是你的调制方式不同,我想你的应该是每一桥臂上面有工频驱动还有高频驱动,不是我们常用的单极性,你试着把某一桥臂全用工频驱动,另一桥臂用SPWM驱动,电感放在SPWM臂,试试吧

 

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huhan0609
LV.5
3
2012-03-20 21:09
你把调制比弄低一些再试试。
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znl0206
LV.3
4
2012-03-21 10:25
@宛东骄子
可能是你的调制方式不同,我想你的应该是每一桥臂上面有工频驱动还有高频驱动,不是我们常用的单极性,你试着把某一桥臂全用工频驱动,另一桥臂用SPWM驱动,电感放在SPWM臂,试试吧[图片] 

工频驱动和高频驱动如何区分?下面是我上传的原理图,其中左半桥是2路互补的50hz方波驱动,右半桥是2路互补spwm驱动,通过stc单片机产生的,mos管驱动芯片是ir2101,帮忙分析下,谢谢! 

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mjun
LV.7
5
2012-03-21 10:57
@znl0206
工频驱动和高频驱动如何区分?下面是我上传的原理图,其中左半桥是2路互补的50hz方波驱动,右半桥是2路互补spwm驱动,通过stc单片机产生的,mos管驱动芯片是ir2101,帮忙分析下,谢谢![图片] 
所谓工频臂,就是看你的那个管子的驱动为50HZ的脉冲方波,高频臂即管子的驱动信号为SPWM信号,频率嘛,就看你的载波频率,这是我的理解。
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znl0206
LV.3
6
2012-03-21 11:06
@宛东骄子
可能是你的调制方式不同,我想你的应该是每一桥臂上面有工频驱动还有高频驱动,不是我们常用的单极性,你试着把某一桥臂全用工频驱动,另一桥臂用SPWM驱动,电感放在SPWM臂,试试吧[图片] 

我左半桥用50hz的方波驱动,右半桥有两路spwm波驱动,电感也放在spwm臂上了,还是一样的现象。

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mjun
LV.7
7
2012-03-21 11:08
@znl0206
我左半桥用50hz的方波驱动,右半桥有两路spwm波驱动,电感也放在spwm臂上了,还是一样的现象。

为什么四路不同时给SPWM信号?

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znl0206
LV.3
8
2012-03-21 11:22
@znl0206
工频驱动和高频驱动如何区分?下面是我上传的原理图,其中左半桥是2路互补的50hz方波驱动,右半桥是2路互补spwm驱动,通过stc单片机产生的,mos管驱动芯片是ir2101,帮忙分析下,谢谢![图片] 

 下面是我用12v输入,调试的波形图,频率是26hz的, 

 5W/3K水泥电阻当负载时的波形图 58Ω的电阻负载波形图空载时的波形图,

波形图的电压峰峰值是24v,这个让我感觉很奇怪,按理说应该是12v,有效值是8.4v左右才对。求解?谢谢!!

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znl0206
LV.3
9
2012-03-21 11:26
@mjun
为什么四路不同时给SPWM信号?

四路同时给spwm波我也试过,但是时序控制上个人感觉2路spwm波的,2路50hz方波容易控制,控制管子的导通状态,原理是一样的

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znl0206
LV.3
10
2012-03-21 12:20
@huhan0609
你把调制比弄低一些再试试。
调制比弄低是不是把载波频率变小?
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znl0206
LV.3
11
2012-03-21 14:08
@znl0206
工频驱动和高频驱动如何区分?下面是我上传的原理图,其中左半桥是2路互补的50hz方波驱动,右半桥是2路互补spwm驱动,通过stc单片机产生的,mos管驱动芯片是ir2101,帮忙分析下,谢谢![图片] 
 这是mos管驱动的波形图,画的不好,简单示意一下,2路50hz方波,2路spwm波(载波为21.6k,每半周期60等分),spwm波部分占空比是不一样的,只是画的时候画一样了
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wangshujun
LV.8
12
2012-03-21 17:31
@znl0206
 下面是我用12v输入,调试的波形图,频率是26hz的, [图片] 5W/3K水泥电阻当负载时的波形图[图片] 58Ω的电阻负载波形图[图片]空载时的波形图,波形图的电压峰峰值是24v,这个让我感觉很奇怪,按理说应该是12v,有效值是8.4v左右才对。求解?谢谢!!
看上去是对的,单极性调制是需要一点负载才能出正弦波的,双极性情况好一些,但是效率要低一些
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gao2468
LV.3
13
2012-03-22 08:03
@znl0206
四路同时给spwm波我也试过,但是时序控制上个人感觉2路spwm波的,2路50hz方波容易控制,控制管子的导通状态,原理是一样的
一个学生,如果是自己想出来的,你就很厉害了。我以前也用STC做过,因为它有AD功能,你的这个电路原理类似于EG8010的工作方式,估计是程序问题,只是个人感觉。
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2012-03-22 08:45
@znl0206
[图片] 这是mos管驱动的波形图,画的不好,简单示意一下,2路50hz方波,2路spwm波(载波为21.6k,每半周期60等分),spwm波部分占空比是不一样的,只是画的时候画一样了

问题出在第4个波形,第4个波形和第3个波形应该是非的关系,就是反相,这样LC的能量在空载时能把保持正弦有多的能量回馈到直流滤波电容。

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znl0206
LV.3
15
2012-03-22 10:18
@xzszrs
问题出在第4个波形,第4个波形和第3个波形应该是非的关系,就是反相,这样LC的能量在空载时能把保持正弦有多的能量回馈到直流滤波电容。

我把测试的波形上传    

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znl0206
LV.3
16
2012-03-22 10:21
@gao2468
一个学生,如果是自己想出来的,你就很厉害了。我以前也用STC做过,因为它有AD功能,你的这个电路原理类似于EG8010的工作方式,估计是程序问题,只是个人感觉。
是的,我是根据EG8010的工作方式来写的,就是程序上没有他们写的好,如果你有stc方面的资料的话,可以给我看看嘛?我的邮箱是znl0206@163.com
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2012-03-22 17:25
@znl0206
我把测试的波形上传[图片] [图片] [图片] [图片] 
第三路也有问题,要达到这样,10MS都是地电平这半波都要是另一路的反相。
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znl0206
LV.3
18
2012-03-22 20:51
@xzszrs
第三路也有问题,要达到这样,10MS都是地电平这半波都要是另一路的反相。

根据你的提示,驱动波形的时序是这样吗? 

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2012-03-23 14:55
@znl0206
是的,我是根据EG8010的工作方式来写的,就是程序上没有他们写的好,如果你有stc方面的资料的话,可以给我看看嘛?我的邮箱是znl0206@163.com

8010的时序:

 

 

 

 

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mjun
LV.7
20
2012-03-23 16:54
@萧山老寿
8010的时序:[图片] [图片]   

老寿前辈终于出手了!!

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2012-03-23 17:36
@萧山老寿
8010的时序:[图片] [图片]   
这个就对了。
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znl0206
LV.3
22
2012-03-23 21:14
@萧山老寿
8010的时序:[图片] [图片]   

谢谢!!!!!!学习了!!!!!!!!!

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2012-03-24 09:50

你的两路SPWM波形好像只是两路滞后180度的单极性信号,如果左半桥用50HZ方波驱动,右半桥用SPWM驱动的话,SPWM驱动信号应该是双极性的才行,里面既要包含正半周又要包含副半周的。

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znl0206
LV.3
24
2012-03-24 19:46
@znl0206
谢谢!!!!!!学习了!!!!!!!!!

谢谢各位老师的指点,通过时序的修改,我的逆变部分已经调试成功,负载不在影响波形了,正弦波也相对较好,谢谢各位老师了。接下来,我将做前级升压部分,望各位老师继续指导,推荐一下前级升压的设计思路,谢谢了!!!!!!!

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znl0206
LV.3
25
2012-03-24 20:46
@萧山老寿
8010的时序:[图片] [图片]   

 对于前级升压部分,本人考虑采用高频升压的方式,本人现有高频逆变器,型号为EC40,驱动频率为:35KHz---40KHz:功率为:300w;初级:0.45线径12股,4匝+4匝;次级0.6线径1股,100匝;请问该如何设计可实现最高效率的升压?我的逆变器采用直——交——直——交的方式设计。这是本人之前做的高频升压部分,原理图如下:升压原理图,

 前级驱动原理图

有以下几点问题:1.空载时,12V可以升压到310V,损耗电流160mA;

                         2.接5W/3KΩ水泥电阻负载时,输入9V3A,输出只有22V

请问上述问题的原因出在那里?

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2012-03-24 22:58
@znl0206
 对于前级升压部分,本人考虑采用高频升压的方式,本人现有高频逆变器,型号为EC40,驱动频率为:35KHz---40KHz:功率为:300w;初级:0.45线径12股,4匝+4匝;次级0.6线径1股,100匝;请问该如何设计可实现最高效率的升压?我的逆变器采用直——交——直——交的方式设计。这是本人之前做的高频升压部分,原理图如下:[图片]升压原理图,[图片] 前级驱动原理图有以下几点问题:1.空载时,12V可以升压到310V,损耗电流160mA;                        2.接5W/3KΩ水泥电阻负载时,输入9V3A,输出只有22V请问上述问题的原因出在那里?
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wdinuyasha
LV.4
27
2012-03-25 11:42
@znl0206
调制比弄低是不是把载波频率变小?
是的,降低载波比,我用avr  mega8做的,10M主频,半周期采用点128个,stc的采样点适当减少,毕竟要经过12分频的
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2012-03-25 18:01
@znl0206
谢谢各位老师的指点,通过时序的修改,我的逆变部分已经调试成功,负载不在影响波形了,正弦波也相对较好,谢谢各位老师了。接下来,我将做前级升压部分,望各位老师继续指导,推荐一下前级升压的设计思路,谢谢了!!!!!!!

贴个波形照片上来看看。

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2012-03-25 18:11
@znl0206
 对于前级升压部分,本人考虑采用高频升压的方式,本人现有高频逆变器,型号为EC40,驱动频率为:35KHz---40KHz:功率为:300w;初级:0.45线径12股,4匝+4匝;次级0.6线径1股,100匝;请问该如何设计可实现最高效率的升压?我的逆变器采用直——交——直——交的方式设计。这是本人之前做的高频升压部分,原理图如下:[图片]升压原理图,[图片] 前级驱动原理图有以下几点问题:1.空载时,12V可以升压到310V,损耗电流160mA;                        2.接5W/3KΩ水泥电阻负载时,输入9V3A,输出只有22V请问上述问题的原因出在那里?

3525的14脚输出,怎么和16脚相通?

图腾的输入电阻换小一点,一般10-22R就够。

变压器:如果你是12V输入,初级3+3就可以了,圈数多了也不是好事,漏感会变大。

升到310V?不知你用前级稳压还是后级稳压,看电路图好象是后级稳压,这样310V就不够了,要留出稳压的余量,起码要350-380V。

初级用线要在6平方左右,你初级次级用线截面积远远不够。

 

还有840做前级功率管,不合适,内阻太大。

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znl0206
LV.3
30
2012-03-25 18:34
@萧山老寿
3525的14脚输出,怎么和16脚相通?图腾的输入电阻换小一点,一般10-22R就够。变压器:如果你是12V输入,初级3+3就可以了,圈数多了也不是好事,漏感会变大。升到310V?不知你用前级稳压还是后级稳压,看电路图好象是后级稳压,这样310V就不够了,要留出稳压的余量,起码要350-380V。初级用线要在6平方左右,你初级次级用线截面积远远不够。 还有840做前级功率管,不合适,内阻太大。

3225的14脚没有和16脚相通,只是一个104的电容的一段在画原理图时看起来是相通,实际上没有相同,是我的原理图画的不好。

 

我用的是后级稳压,变压器实际可升压到400V,这样是否可以解决后级稳压的问题?

今天我调试的时候,把irf840换成75nf75了,调试现象:1.空载时,可以升压到320V,输入12V,0.16A;

2.当我用12V,7Ah的蓄电池时,接25W/220V的白炽灯时,输入电流为4A,升压到达200V,但是过了一分钟左右,输入端的100uf/25V的滤波电容就爆炸了,这是什么问题?

下面是驱动板的输出波形图:

   

下面是,驱动板接DC-DC部分上,空载时的驱动波形:

  

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znl0206
LV.3
31
2012-03-26 07:50
@萧山老寿
贴个波形照片上来看看。

这是12V输入的逆变波形图,接了58Ω的负载, 

  死区部分

12V输入,空载时的波形:

 

 

12V输入,接5W/5KΩ的水泥电阻时的波形图: 

 

这部分波形的原因个人认为与输入电压有关,同时主要的原因应该在于我的滤波电感上,滤波电容我用的是475的CBB电容,滤波电感用的是3mH的绕线电感,电感量应该偏大了,同时这种电感绕的不好,电压大时有噪声。

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