正弦波逆變器驅(qū)動(dòng)芯片介紹

1、光伏逆變器600WiE弦波逆變器制作詳解自從公布了 1KW在弦波逆變器的制作過程后，有不少朋友來信息，提這樣那樣的問題，很多都是象我這樣的初學(xué)者。為此，我又花了近一個(gè)月的時(shí)間，制作了這臺(tái)600W的正弦波逆變器，該機(jī)有如下特點(diǎn)：1.SPWM勺驅(qū)動(dòng)核心采用了單片機(jī) SPW芯片，TDS2285所以，SPWM動(dòng)部分相對(duì)純硬件來講，比較簡單，制作完成后要調(diào)試的東西很少，所以，比較容易成功。2 .所有的PC睦部采用了單面板，便于大家制作，因?yàn)?，很多愛好者都?huì)自已做單面的PCB有的用感光法，有點(diǎn)用熱轉(zhuǎn)印法，等等，這樣，就不用麻煩PCB廠家了，自已在家里就可以做出來，當(dāng)然，主要的目的是省錢，現(xiàn)在的PCB廠家太

2、牛了，有點(diǎn)若不起（我是萬不得已才去找 PCB 廠家的）。3 .該機(jī)所有的元件及材料都可以在淘寶網(wǎng)上買到，有了網(wǎng)購真的很方便，快遞送到家，你要什么有什么。如果PC暇有做錯(cuò)，如果元器件沒有問題，如果你對(duì)逆變器有一定的基礎(chǔ)，我老壽包你制作成功，當(dāng)然，里面有很多東西要自已動(dòng)手做的，可 以盡享自已動(dòng)手的樂趣。4 .功率只有600W 一般說來，功率小點(diǎn)容易成功，既可以做實(shí)驗(yàn)也有一 定的實(shí)用性。F面是樣機(jī)的照片和工作波形:一、電路原理：該逆變器分為四大部分，每一部分做一塊PC瞰。分別是“功率主板”；“ SPWMK動(dòng)板'"" DC-DCB動(dòng)板”；“保護(hù)板”。1.功率主板：功率主板包

3、括了 DC-DC隹挽升壓和H橋逆變兩大部分。該機(jī)的BT電壓為12V,滿功率時(shí)，前級(jí)工作電流可以達(dá)到55A以上,DC-DC壓部分用了一對(duì)190N08,這種247封裝的牛管，只要散熱做到位，一對(duì)就可以輸出600WW也可以用IRFP2907乙輸出能力差不多，價(jià) 格也差不多。主變壓器用了 EE55的磁芯，其實(shí)，就600WW言，用EE42 也足夠了，我是為了繞制方便，加上EE55是現(xiàn)存有的，就用了 EE5S關(guān)于主變壓器的繞制，下面再詳細(xì)介紹。前級(jí)推挽部分的供電采用對(duì)稱平衡方式，這樣做有二個(gè)好處，一是可以保證大電流時(shí)的二個(gè)功率管工作狀態(tài)的對(duì)稱性，保證不會(huì)出現(xiàn)單邊發(fā)熱現(xiàn)象；二是可以減少PCB反面堆錫層的電流

4、密度，當(dāng)然， 也可以大大減小因?yàn)殡娏鞑黄胶庖鸬母蓴_。高壓整流快速二極管，用的是TO220封裝的RHRP8120這種管子可靠性很好，我用的是二手管，才1 元錢一個(gè)。高壓濾波電容是470uf/450V的，在可能的情況下，盡可能用的容量大一些，對(duì)改善高壓部分的負(fù)載特性和減少干擾都有好處。H 橋部分用的是4個(gè)IRFP460,耐壓500V,最大電流20A,也可以用性能差不多的管子代替，用內(nèi)阻小的管子可以提高整機(jī)的逆變效率。H 橋部分的電路采用的常規(guī)電路。下面是功率主板的PC瞄圖，長寬為200X150MM因?yàn)?，這部分的電 路比較簡單，所以，我沒有畫原理圖，是直接畫了 PCB圖的。該板布板 時(shí)，曾得到鐘工

5、的提示幫助，特在此表示感謝。2. SPWMW 動(dòng)板和我的1KW機(jī)器一樣，SPW幽核心部分采用了張工的 TDS228彈片 機(jī)芯片。U3,U4組成時(shí)序和死區(qū)電路，末級(jí)輸出用了 4個(gè)250光藕，H 橋的二個(gè)上管用了自舉式供電方式，這樣做的目的是簡化電路，可以不 用隔離電源。因?yàn)锽T電壓會(huì)在10-15V之間變化，為了可靠驅(qū)動(dòng) H橋，光藕250的圖騰輸出級(jí)工作電壓一定要在 12-15之間，不能低于12V,否則可能使H橋功率管觸發(fā)失敗。所以，這里用了一個(gè)MC34063(U9),把BT電壓升至15V (該升壓電路由鐘工提供)，實(shí)驗(yàn)證明，這方式十分有效。整個(gè)SPWMK動(dòng)板，通過J1,J2插口和功率板接通，各插

6、針說明如下：J2:2P-4P; 7P-9P; 13P-15P; 18P-20P分別為H橋4個(gè)功率管的驅(qū)動(dòng)引腳。23P-24P 為交流穩(wěn)壓取樣電壓的輸入端。J1:1P為2285輸出至前級(jí)3525第10P的保護(hù)信號(hào)連接端，一旦保護(hù)電 路啟動(dòng)，2285的12P輸出高電平，通過該接口插針到前級(jí)3525的10P,關(guān)閉前級(jí)輸出。6P-7P-8P 為地GND。9P接保護(hù)電路的輸出端，用于關(guān)閉后級(jí)SPWM!出。10P-11P 接 BT 電源。F面是SPWMK動(dòng)板的電原理圖和 PC瞰圖:3.DC-DC驅(qū)動(dòng)板DC-DC升壓驅(qū)動(dòng)板，采用的是很常見的線路，用一片SG352旗現(xiàn)PWM勺輸出，后級(jí)用二組圖騰輸出，經(jīng)實(shí)驗(yàn)，

7、如果用一對(duì)190N08,圖騰部分可以省略，直接用 3525驅(qū)動(dòng)就夠了。因?yàn)檫@ DC-DC®動(dòng)板，和我的1000W機(jī)上的接口是通用的，所以有雙組輸出，該機(jī)上只用了一組。板上有二個(gè)小按鈕開關(guān)，S1,S2, S1是開機(jī)的，S2是關(guān)機(jī)的，可以控制逆變器的啟動(dòng)和停機(jī)。這驅(qū)動(dòng)板，是用J3,J4接口和功率板相連的，其中J3的第1P為限 壓反饋輸入端。F面是DC-D冊(cè)壓驅(qū)動(dòng)電路圖和PCBK圖:7L 62802 5m)4.保護(hù)板我這次沒有做保護(hù)板，有如下原因：首先是沒有保護(hù)板該機(jī)也可以 工作，加上這段時(shí)間比較忙，所以，保護(hù)板就拉下了；其次是：我這次 公布的功率主板，是后來經(jīng)修正過的，保護(hù)板上的接口也做

8、了改動(dòng)，而 我的樣機(jī)用的是沒有修正過的 PC瞰，即便是做了保護(hù)板，也插不上去。 我倒是希望有朋友如果用我的 PCB文檔去廠家打樣，不要忘記，多給我 打一套，寄給我，我就可以根據(jù)新的功率主板來畫保護(hù)板了。下面是保護(hù)部分的電路圖，是我學(xué)習(xí)了鐘工公布的3000W上用的保護(hù) 電路變化而來的卜面是600觸機(jī)的全部PROTEL9數(shù)據(jù)包600WE弦波逆變器技術(shù)資料二、主要部件的制作和采購1.SPW施芯片TDS2285 ,可以和張工聯(lián)系：2.主變壓器主變壓器是制作逆變器成功與否的關(guān)健，本機(jī)主變用的磁芯為EE5a材質(zhì)PC4Q我在杭州電子市場買到了一種質(zhì)量很好的骨架， 立式 的，腳位11加11,腳粗1.2MM繞制

9、數(shù)據(jù)：初級(jí)2T加2T,用10根0.93 的線。初級(jí)導(dǎo)線總面積為 6.8平方MM次級(jí)為0.93線一根，繞60T。600W正里皮逆變器主變壓電的芯E 初級(jí)2T而帶0,93線而時(shí)iO板.國 電感系為28.7uH + 28. 7uH . 次級(jí)0.93套二麻OT.電感量1rg,5mH.繞前準(zhǔn)備：先準(zhǔn)備骨架，把骨架上22 個(gè)引腳，剪去4 個(gè)，下面紅圈處就是表示已經(jīng)剪去的腳。上面二個(gè)獨(dú)立的腳是高壓繞組用的，遠(yuǎn)離下面的腳有利于絕緣，中間及下面的腳是低壓繞組用的，左邊是一個(gè)繞組2 圈，右邊是另一個(gè)繞組2 圈。6QTkn繞制步驟:A）,先繞二分之一的高壓繞組（次級(jí)），先在骨架上用高溫膠帶粘 一層，這樣做是為了防止

10、導(dǎo)線打滑，用一根0.93線繞一層，約30圈（注 意的是，高壓繞組的線頭要做好絕緣，我是套進(jìn)一小段熱縮套管，用打火機(jī)烤一下，就緊緊包在線頭上了），再用膠帶固定住線頭，不要讓它 散出來，并在高壓繞組的外面用高溫膠帶包三層。B）,下面就可以繞低壓繞組了（初級(jí)），低壓繞組分成二層繞，也 就是每一層是2加2,用5根線并繞，我畫了一個(gè)圖（見下面圖），不 知大伙能不能看清楚結(jié)構(gòu)情況。先用5根0.93線繞2圈（見圖二中紅線），中間留空隙，再在空隙處用另外5根線繞2圈（見圖二中藍(lán)線），每根線長約37CM用同樣的方法繞二層，層間包二層膠帶，這樣就相當(dāng)于用了10根線并繞。繞完低壓繞組，在繞組外用高溫膠帶包三層。繞低

11、壓繞組要注意的問題是： 線頭留在下面，即骨架引腳處，線尾留長一點(diǎn)，暫時(shí)留在骨架的上面（等 繞完高壓繞組后要向下折下來）。從（圖一）可以看出，實(shí)際上，低壓繞組的頭和尾是有一段是重疊的，也就是不是2圈，而是約2.2圈，這樣做可以大大減少漏感。C） ，再繼續(xù)繞高壓繞組，繞完另外的30 圈，要注意的是，這30 圖要和里面的30 圈繞向相同，這點(diǎn)很關(guān)健。如果一層繞不下，就把剩下幾圈再繞一層。D） ，繞完高壓繞組后，在外面用高溫膠帶包三層，就把低壓繞組原先留在上面的線頭折下來（見圖三），準(zhǔn)備焊在骨架的腳上。去漆可以用脫漆劑，用棉簽沾一點(diǎn)脫漆劑，抹在線頭上，過一會(huì)兒，漆就掉下來了，就可以焊了。E ），再后在

12、整個(gè)繞組的外面包幾層高溫膠帶，繞好的線包外觀要飽滿平整。F ），現(xiàn)在可以插磁芯了，插磁芯之前要對(duì)磁芯的對(duì)接面做清潔處理，我是用膠帶粘幾下，把磁芯對(duì)接面的粉末全清潔干凈，插入磁芯，用膠帶扎緊，有條件的話對(duì)磁芯對(duì)接處用膠水做固定。我發(fā)現(xiàn)用這種方法繞制的變壓器漏感比較小。以前用銅帶繞制，漏感一般在0.8uH 以上，現(xiàn)在可以做到0.4uH 以下。我想原因是：因?yàn)殂~帶要焊引出線頭，這樣就留下了一個(gè)錫堆，再繞高壓繞組時(shí)，中間就有一個(gè)空隙，導(dǎo)致耦合不緊。下圖為測(cè)試漏感示意圖把高壓繞組短路漏感測(cè)試示意圖如果有條件，一定要做一個(gè)耐壓測(cè)試，任一個(gè)低壓繞組對(duì)高壓繞組 的絕緣要在1500V以上，這樣才可以放心使用3.

13、 AC輸出濾波磁環(huán)對(duì)于象我這樣純手工打造的愛好者來講，這個(gè)磁環(huán)的繞制也是十分頭痛的事。磁環(huán)是采用直徑40MM勺鐵硅鋁磁環(huán)，用1.18的線，在上面穿繞90 圈，線長約4.5米，如果用導(dǎo)磁率為125的磁環(huán)，電感量大約在1.5mH, 用導(dǎo)磁度為90的磁環(huán)，電感量大約在1mH£右。我做過試驗(yàn)，用二個(gè) 這樣的磁環(huán)，每個(gè)電感量在 0.7mH以上就可以正常工作了。繞制時(shí)分二 層，第一層，45圈，因?yàn)榇怒h(huán)外圈和內(nèi)圈的周長不同， 所以第一層繞時(shí)， 內(nèi)圈的線要緊密排列，而外圈的線是每圈之間留有一個(gè)空隙的。繞第二 層時(shí)，內(nèi)圈是疊在第一層線上，外圈是嵌在第一層線的空隙中，這樣繞 出來的線圈才好看。當(dāng)然，好象

14、是否好看，也不影響使用。下面是我在 淘寶上買過磁環(huán)的網(wǎng)店（無意為商家做廣告，只是方便朋友們采購）。注意，繞這個(gè)磁環(huán)時(shí)，一定要戴手套，否則，導(dǎo)線會(huì)讓你勒出血泡的。直徑40MM的鐵硅鋁磁環(huán)初始導(dǎo)磁率125,型號(hào)7725率74.散熱風(fēng)扇本機(jī)前級(jí)功率管和H橋的功率管都用風(fēng)扇散熱（安裝方法下面再詳述），這是一種小型儀表風(fēng)扇，比電腦上的 CPU風(fēng)扇還要小一點(diǎn)，實(shí)驗(yàn) 證明，在600W俞出的情況下，H橋的4個(gè)功率管散熱不成問題，但前級(jí) 的二個(gè)功率管好象散熱不夠一點(diǎn)，如果有可能，最好用大一點(diǎn)的風(fēng)扇。這風(fēng)扇也是在淘寶網(wǎng)上買的，但現(xiàn)在這家店中好象沒有了，只能用其它 差不多的風(fēng)扇代替了5.其它還有一些小配件，也做一個(gè)

15、圖解:/ /111111 h u u v i u < PCB板用的插針和插座，2.54MM的?？旎謴?fù)二極管，RHRP8120oRHRP8120用散熱器，拔掉一個(gè)腳。小繼電器，匚隹電爐或工字型電感220uH三、安裝與調(diào)試:本機(jī)的安裝調(diào)試并不復(fù)雜，但安裝前必須做到二點(diǎn):1 .所有元器件必須是好的，器件的耐壓和工作電流一定要夠，盡可能用 新器件，有條件的話裝前對(duì)元器件作一番測(cè)試。2 .PCB質(zhì)量一定要好，裝前最好仔細(xì)地檢查一下，有沒有銅箔毛刺引起的短路等。下面我講一講各板子的安裝過程要注意的事項(xiàng)：1. 功率主板：功率主板的安裝，因?yàn)槎际且恍┐笃骷?，所以安裝是比較方便的。大功率管的安裝：先把大功

16、率管的腳彎成如下圖所示的樣子，然后把管子金屬面朝上，將管腳插入焊接孔，在功率管的金屬面上涂一點(diǎn)導(dǎo)熱硅脂，再覆蓋一層矽膠片做絕緣。再把散熱器蓋上，從PCB下面升上來一個(gè)M3的螺絲，擰在散熱器，并擰緊，這樣，散熱器就緊緊壓在大功率管上了，再在反面把管腳焊好。這種裝法，主要是更換功率管比較 方便。功率管的腳都彎成這個(gè)樣子，90度向下qPCBfe上的有幾個(gè)元件是要裝在反面的，即銅箔面，見下圖黃色的圈內(nèi)的元件。如左邊的R10 R11 R12 , C15 C16 C17 ,是DC-DCFh壓電路的吸收回路，因?yàn)楸緳C(jī)前級(jí)用的是準(zhǔn)開環(huán)，如果變壓器漏感不大，這六個(gè)元件可 以不裝，我的樣機(jī)就沒有裝。右邊黃色圈內(nèi)的

17、C14,是一個(gè)CBB電容，224/630V,是跨接在H橋的正極和負(fù)極之間的，主要作用是濾除高壓母線上的各種干擾及毛刺，這個(gè) 電容不能省，我在裝這臺(tái)樣機(jī)時(shí)，開始就是因?yàn)橄胧×诉@個(gè)電容，莫名其妙地?zé)艘粋€(gè)H橋白MO甯，后來經(jīng)鐘工提醒裝上這個(gè)電容，就平安 無事了快恢復(fù)二極管，都裝上一個(gè)小散器，散熱器上有一個(gè)腳也插入PCB， 反面焊好，起到固定二極管的作用。這四個(gè)二極管的位置，我在畫PCB寸就作了散熱考慮，把它放在H 橋的風(fēng)扇的出風(fēng)口，讓風(fēng)扇吹著，所以一般不會(huì)太熱。前級(jí)因?yàn)殡娏骱艽?，所以PCB的反面有6M唯的留錫層，在裝好全部元 件后，在PCB引出線孔中插入4根6平方的電線（最好二紅二綠，便于 區(qū)別正

18、負(fù)），再在反面留錫層上，用 100W左右的烙鐵進(jìn)行堆錫，一般 要堆到iMMff才可以。上圖二個(gè)綠圈中是風(fēng)扇插座，紅圈中是一個(gè)5X20的保險(xiǎn)絲座。前級(jí)低壓電解和后級(jí)高壓電解，最好能買到高頻低阻的。功率主板，如果元件是好的，一般不用單獨(dú)調(diào)試。2.DC-DC驅(qū)動(dòng)板:這塊驅(qū)動(dòng)板，沒有什么難度，只要元件是好的，且沒有裝錯(cuò)東西的話, 一般可以一次開機(jī)成功。啟動(dòng)10K -eR29DC-DC20108550 80508050»-lhoo?h»板子裝完后，接入12V直流電，見上圖，按一下 S1開關(guān)，驅(qū)動(dòng)板就開始工作了，測(cè)一下工作電流，一般應(yīng)該在40M3右，將示波器探頭接到圖中PWMt出處，應(yīng)

19、該看到二路互為相反的PW瞰輸出，頻率在28K左右，幅度為12V。因?yàn)檫@塊板子，當(dāng)初我畫的時(shí)候，是和我的1000W機(jī)通用的，所以，插針處有二對(duì)輸出，但在600W機(jī)中只用了左邊的一對(duì)。3. SPWMW 動(dòng)板SPWM驅(qū)動(dòng)板，因?yàn)樵骷^多，所以，安裝時(shí)一定要細(xì)心，元器件不能有問題，也不能裝錯(cuò)。特別是板上的高速隔離光藕 TLP25Q買時(shí)一 定要注意質(zhì)量，現(xiàn)在淘寶上的價(jià)格很亂，我曾經(jīng)買到很便宜的，全新的才2.8元一個(gè)，結(jié)果發(fā)現(xiàn)是打磨后重新印字的假貨。一般我認(rèn)為，全新東芝原裝的，價(jià)格應(yīng)該在 5-6元的才是真的。裝好板子后，按下圖接上12V電源，總電流應(yīng)該在120-130MA左右測(cè)C22二端應(yīng)該在19V左右

20、，C23二端為15V,說明升壓電路部分基本 正常。這時(shí)，就可以用示波器在 SPW輸出端測(cè)到SPW帔形，見上圖右 邊的引出腳。（注意：因?yàn)槎€(gè)上管是自舉供電的，所以，在沒有接H橋的情況下，只能測(cè)到二個(gè)下管的 SPW悚形，二個(gè)上管的波形暫時(shí)測(cè) 不到的，這是正常的）。4. 整機(jī)調(diào)試：為了安全起見，一般是前后級(jí)分開來調(diào)試，等把前后級(jí)都調(diào)好了， 再聯(lián)起來調(diào)試，就方便了。A） . 前級(jí)的調(diào)試：先在電瓶的引線上接一個(gè) 15A的保險(xiǎn)絲，功率主板上的高壓保險(xiǎn)絲不要裝，這樣，前后級(jí)就分開了。插上前級(jí)DC-DC1動(dòng)板，把萬用表直流電壓700V檔接在高壓電解二端，開機(jī)（按一下DC-DC®動(dòng)板上的ON啟動(dòng)開關(guān)

21、），前級(jí)就啟動(dòng)了，功率主板上的高壓指示LED就亮了，這時(shí)， 看直流高壓為幾V。調(diào)試DC-DC®動(dòng)板上的R12多圈電位器，使高壓輸 出在370-380V之間。此時(shí)，12V的電流應(yīng)該在200MAi內(nèi)，說明前級(jí)正常。這里如果看D 極波形，應(yīng)該是雜亂的波形，因?yàn)槭强蛰d限壓的狀態(tài)下，這樣的波形是對(duì)的。這里，可以稍稍為前級(jí)加點(diǎn)負(fù)載，可以用二個(gè)100W220V勺燈泡串聯(lián)起來，接到高壓解的二端，這時(shí)電瓶電流可達(dá)到12A左右，讓它工作一段時(shí)間，看看前級(jí)功率管有沒有溫升，如果溫升不明顯，可以把電瓶 保險(xiǎn)絲換大點(diǎn)，繼續(xù)加大負(fù)載，一般在功率管散熱正常的情況下，前級(jí)可以加到600W左右。在加載的情況下，再看

22、D極波形，應(yīng)該是正常的方波，稍有點(diǎn)尖峰是沒有關(guān)系的，如果尖峰過大，說明變壓器制作不過 關(guān)，要重新繞制。B） . 后級(jí)調(diào)試：調(diào)好前級(jí)后，再把前級(jí)的 DC-DC®動(dòng)板拔下，在功率主板的高壓保 險(xiǎn)絲座上，裝上一個(gè)1A左右的保險(xiǎn)絲，在高壓電解二端接上一個(gè) 60V 左右的電壓，作為母線電壓，我是用一臺(tái)雙組的30V電源串起來當(dāng)成60V 用。插上SPWME動(dòng)板，如果電路沒有問題，這時(shí)，在 AC輸出端就可以 測(cè)到正弦波了，電壓大約在 40V左右，可以接一個(gè)36V60W勺燈泡做負(fù) 載。C） . 聯(lián)機(jī)在前后級(jí)都正常的情況下，可以把前后級(jí)聯(lián)起來，完成整機(jī)調(diào)試。把前級(jí)的DC-DC®動(dòng)板重新插上，后

23、級(jí) AC輸出端的負(fù)載去掉，接 上示波器（示波器最好用1: 100的高壓探頭）和萬用表（AC700V當(dāng)）， 把高壓保險(xiǎn)絲換成一個(gè)0.5A 的。 下面要做的事是：開機(jī) ！ 即按一下DC-DC驅(qū)動(dòng)板的啟動(dòng)開關(guān)，成敗在此一舉，如果后級(jí)元件耐壓沒有問題，此時(shí)，應(yīng)該在示波器上看到正弦波了，波形應(yīng)該很漂亮。這里，調(diào)整SPWME動(dòng)板的多圈電位器 R7,就可以看到輸出電壓在變化，把它調(diào)在 225V左 右停下。當(dāng)然，如果元器件性能不好，或者安裝不到位，這時(shí)不是冒煙，就是冒火了！讓機(jī)器空載工作一段時(shí)間，如果沒有出現(xiàn)意外，可以把高壓保險(xiǎn)絲換成2A的，慢慢加大負(fù)載，一般是 100W 200VV 400VV 一步一步地加

24、，每加一點(diǎn)讓機(jī)器老化一段時(shí)間，同時(shí)要密切注意前級(jí)功率管的溫升，如 果溫度過高，要查出原因我在裝這臺(tái)樣機(jī)時(shí)，曾遇到過 300W以下一切正常，加到300W以上，H橋管子就有一個(gè)燒掉，也曾請(qǐng)鐘工張工幫我診斷和查找原因，后來是加強(qiáng)了高壓直流和SPW版電源的濾波就一切正常了 .基于TDS2285芯片的正弦波1200W 逆變器開發(fā)指南時(shí)間：2010-08- 01 00:22:35 來源：電源網(wǎng) 作者：以TDS2285 芯片為核心，打造一款正弦波 1200W 逆變機(jī)器，使大家對(duì) TDS2285芯 片有更深入的了解。我們知道在許多逆變的場合中， 都是低壓DC直流電源要變成高壓 AC電源，所以中間 是需要升壓才能完成這一變化， 我們此次討論的依然是采用高頻的方式來做逆變，采用高頻的方式相對(duì)于工頻方式來做有許多優(yōu)點(diǎn)： 高轉(zhuǎn)換