好家伙，我试试看。
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Revolutionary sinusoidal inverter[原理讲解与制作]
最近把之前的作品整理了下发了上来
最开始的灵感来自:https://www.kechuang.org/t/42435和https://www.kechuang.org/t/41002
我这个高频正弦波逆变器和其他的高频正弦波逆变器不同的地方是在于,前级不仅完成升压,同时完成SPWM调制,这使得后级的MOS全桥工作在工频模式下,这无疑大大减小损耗和驱动压力,同时简化了电路,降低了成本
后来我意识到,https://www.kechuang.org/t/41002这个帖很蛋疼,那个拓扑蛋疼要死,相比传统的高频逆变架构没有任何优势
这里先把电路图放出来然后慢慢讲解:
![SPWM.png]()
1.驱动部分
驱动部分的工作是产生驱动前后级信号和根据反馈调整前级驱动信号的占空比.
驱动部分大体还是传统的纯硬件架构,U1A及周边阻容构成了一个文氏振荡器,用于产生50Hz基波,最终的输出波形和频率由它决定.U1B构成了反馈和放大部分,U1B Q3 Q4 R9 R10 R11 C10等组成了一个增益受电压控制的同相放大器,即反馈电压上升U1B输出的正弦波幅度减小,以实现稳压的目的.U1C和U1D还有周边的10K电阻和1N4148二极管组成了精密整流电路,将正弦波变成馒头波(这里是单极性调制),然后送入SG3525内部运放组成的减法电路进行运算,波形整体向下移动3.6V,然后经过运算的馒头波在SG3525内部进行运算产生两路SPWM波驱动两对前级功率管进行升压.U3A和U3B组成了50Hz方波发生器,同时在这里产生了后级的死区(死区不是一般人看得出来的),保证了后级功率管的安全.LM7809负责给电路提供稳定的9V电压,由于是运放电路,需要双电源供电,我设计了R1 R2 D1 D2 Q1 Q2等元件组成的虚拟地产生电路,对于运放和比较器,它们是工作在正负4.5V对虚地的,而在比较器输出和减法器那里巧妙地实现了虚拟地和实地的衔接.
在图中,SPWM的频率是驱动MOS的频率是这个的一半,3525的死区时间不要过大,否则影响输出波形.
为何选择3525,实际上任何PWM控制芯片都可以作为SPWM调制的核心,但SG3525具有以下优点:
1.自带1个运放,这样就可以省略外部多余的运放来构成减法器了
2.最大占空比大,可达98%左右,这样能提高电压利用率
3.自带MOS驱动电路,可直推MOS,两路输出,在这里很方便
2.功率部分
还是沿用旧的电路,Q1Q2推动变压器升压,D1-D4滤波后可以产生经过放大的SPWM波,经过L5 C6滤波后就变成了100Hz的馒头波,再通过全桥换向成正弦波即可.L2是变压器上的辅助绕组,MOS桥的上臂使用自举驱动,简化设计.由于是工频驱动,所以元件选择的要求没有那么高了.Q1-Q6 D1-D4是决定功率的关键元件,规格应随功率的增大而增大.H桥接一个220V变12V 1W的工频变压器,作为取样,.
![H桥.png]()
可以看到,主功率部分和方波逆变器基本上差不多 这就是能降低成本的地方
3.变压器的参数设计
先根据功率选择磁心,这里以1.2KW的方案为例,选择EE55磁芯,工作频率25KHz左右,初级按经验选择2+2T,初级用10根0.8mm的线绕2+2.次级电压需要大于输出电压的峰值除以最大占空比,我们这里选择390V,也就是用0.8mm线绕65匝,辅助绕组绕2匝即可,用0.41mm的线
4.整体调试
首先你必须确定整个电路焊接正确
1.搞定驱动板,R3 R4可以从30K或者33K的电阻里选,也可以用30K和1.8K的串联来代替,微调R6使U1A的输出在50Hz左右,如果幅度太小应重新选择R3 R4的值.R8先条到对虚地4.7K,只给驱动板单独加电,给FeedBack送入3.8V电压,可以用板子上的9V分压得到,这时调整R30使之滑动端对地电压为3.6V,再调节R8,使馒头波的峰值达到对地3.5V即可,此时可以在SPWM1和SPWM2上看到高频驱动波形,SQR1和SQR2应该是互补的方波.
2.连接SPWM1 SPWM2到功率管上,在高压次级带个灯泡,如果不出意外灯泡可以点亮.
3.连接后级的辅助供电,连接SQR1和SQR2,同时用一个灯泡串在后级H桥和L5之间,上电,这时灯泡应该不亮,如果两个请赶快断电,说明电路有问题,请检查后级部分的驱动电路,光耦那部分,
4.把T2的初级接到220V市电上,调节功率板上的R5使R5滑动端对地3.8V,此时把所有电路复原,把驱动板和功率板连接,H桥输入串的灯泡保留
5.给整机加电,测输出,如果输出正弦波削顶调节R8,然后调节R30改善过零波形,最后调节功率板上的R5调节输出电压到想要的值即可.
6.去掉H桥输入的灯泡,给逆变器上轻负载(30-50W),长时间试机,观察元件发热情况,如果有元件发热异常,一定要查出原因
至此逆变器调试完成
这是我制作的驱动板,把后级H桥的自举驱动也做上了
![IMG_1763.jpg]()
初次试机波形
![IMG_1882.jpg]()
调整后
![IMG_1877.jpg]()
![IMG_1759.jpg]()
带个用工频变压器的卤素台灯和100W灯泡玩玩 裸奔
![IMG_1883.jpg]()
最开始的灵感来自:https://www.kechuang.org/t/42435和https://www.kechuang.org/t/41002
我这个高频正弦波逆变器和其他的高频正弦波逆变器不同的地方是在于,前级不仅完成升压,同时完成SPWM调制,这使得后级的MOS全桥工作在工频模式下,这无疑大大减小损耗和驱动压力,同时简化了电路,降低了成本
后来我意识到,https://www.kechuang.org/t/41002这个帖很蛋疼,那个拓扑蛋疼要死,相比传统的高频逆变架构没有任何优势
这里先把电路图放出来然后慢慢讲解:
1.驱动部分
驱动部分的工作是产生驱动前后级信号和根据反馈调整前级驱动信号的占空比.
驱动部分大体还是传统的纯硬件架构,U1A及周边阻容构成了一个文氏振荡器,用于产生50Hz基波,最终的输出波形和频率由它决定.U1B构成了反馈和放大部分,U1B Q3 Q4 R9 R10 R11 C10等组成了一个增益受电压控制的同相放大器,即反馈电压上升U1B输出的正弦波幅度减小,以实现稳压的目的.U1C和U1D还有周边的10K电阻和1N4148二极管组成了精密整流电路,将正弦波变成馒头波(这里是单极性调制),然后送入SG3525内部运放组成的减法电路进行运算,波形整体向下移动3.6V,然后经过运算的馒头波在SG3525内部进行运算产生两路SPWM波驱动两对前级功率管进行升压.U3A和U3B组成了50Hz方波发生器,同时在这里产生了后级的死区(死区不是一般人看得出来的),保证了后级功率管的安全.LM7809负责给电路提供稳定的9V电压,由于是运放电路,需要双电源供电,我设计了R1 R2 D1 D2 Q1 Q2等元件组成的虚拟地产生电路,对于运放和比较器,它们是工作在正负4.5V对虚地的,而在比较器输出和减法器那里巧妙地实现了虚拟地和实地的衔接.
在图中,SPWM的频率是驱动MOS的频率是这个的一半,3525的死区时间不要过大,否则影响输出波形.
为何选择3525,实际上任何PWM控制芯片都可以作为SPWM调制的核心,但SG3525具有以下优点:
1.自带1个运放,这样就可以省略外部多余的运放来构成减法器了
2.最大占空比大,可达98%左右,这样能提高电压利用率
3.自带MOS驱动电路,可直推MOS,两路输出,在这里很方便
2.功率部分
还是沿用旧的电路,Q1Q2推动变压器升压,D1-D4滤波后可以产生经过放大的SPWM波,经过L5 C6滤波后就变成了100Hz的馒头波,再通过全桥换向成正弦波即可.L2是变压器上的辅助绕组,MOS桥的上臂使用自举驱动,简化设计.由于是工频驱动,所以元件选择的要求没有那么高了.Q1-Q6 D1-D4是决定功率的关键元件,规格应随功率的增大而增大.H桥接一个220V变12V 1W的工频变压器,作为取样,.
可以看到,主功率部分和方波逆变器基本上差不多 这就是能降低成本的地方
3.变压器的参数设计
先根据功率选择磁心,这里以1.2KW的方案为例,选择EE55磁芯,工作频率25KHz左右,初级按经验选择2+2T,初级用10根0.8mm的线绕2+2.次级电压需要大于输出电压的峰值除以最大占空比,我们这里选择390V,也就是用0.8mm线绕65匝,辅助绕组绕2匝即可,用0.41mm的线
4.整体调试
首先你必须确定整个电路焊接正确
1.搞定驱动板,R3 R4可以从30K或者33K的电阻里选,也可以用30K和1.8K的串联来代替,微调R6使U1A的输出在50Hz左右,如果幅度太小应重新选择R3 R4的值.R8先条到对虚地4.7K,只给驱动板单独加电,给FeedBack送入3.8V电压,可以用板子上的9V分压得到,这时调整R30使之滑动端对地电压为3.6V,再调节R8,使馒头波的峰值达到对地3.5V即可,此时可以在SPWM1和SPWM2上看到高频驱动波形,SQR1和SQR2应该是互补的方波.
2.连接SPWM1 SPWM2到功率管上,在高压次级带个灯泡,如果不出意外灯泡可以点亮.
3.连接后级的辅助供电,连接SQR1和SQR2,同时用一个灯泡串在后级H桥和L5之间,上电,这时灯泡应该不亮,如果两个请赶快断电,说明电路有问题,请检查后级部分的驱动电路,光耦那部分,
4.把T2的初级接到220V市电上,调节功率板上的R5使R5滑动端对地3.8V,此时把所有电路复原,把驱动板和功率板连接,H桥输入串的灯泡保留
5.给整机加电,测输出,如果输出正弦波削顶调节R8,然后调节R30改善过零波形,最后调节功率板上的R5调节输出电压到想要的值即可.
6.去掉H桥输入的灯泡,给逆变器上轻负载(30-50W),长时间试机,观察元件发热情况,如果有元件发热异常,一定要查出原因
至此逆变器调试完成
这是我制作的驱动板,把后级H桥的自举驱动也做上了
初次试机波形
调整后
带个用工频变压器的卤素台灯和100W灯泡玩玩 裸奔
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