正弦波逆變器制作過程詳解

逆變器可以按照它的輸出波形進(jìn)行分類，分為方波逆變器、修正波逆變器和正弦波逆變器。

因此正弦波逆變器的定義就是輸出波形為正弦波的逆變器。

它的優(yōu)點(diǎn)是輸出波形好，失真度很低，且其輸出波形與市電電網(wǎng)的交流電波形基本一致，實(shí)際上優(yōu)良的正弦波逆變器提供的交流電比電網(wǎng)的質(zhì)量更高。正弦波逆變器對(duì)收音機(jī)和通訊設(shè)備及精密設(shè)備的干擾小，噪聲低，負(fù)載適應(yīng)能力強(qiáng)，能滿足所有交流負(fù)載的應(yīng)用，而且整機(jī)效率較高；它的缺點(diǎn)是線路和相對(duì)修正波逆變器復(fù)雜，對(duì)控制芯片和維修技術(shù)的要求高，價(jià)格較貴。

600W的正弦波逆變器制作全過程詳解如下：

該正弦波逆變器技術(shù)特點(diǎn)：

1.SPWM的驅(qū)動(dòng)核心采用了單片機(jī)SPWM芯片，TDS2285，所以，SPWM驅(qū)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PCB全部采用了單面板，便于大家制作，因?yàn)椋芏鄲酆谜叨紩?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PCB沒有做錯(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)，我保證你制作成功，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。

一、電路原理

該逆變器分為四大部分，每一部分做一塊PCB板。分別是“功率主板”；“SPWM驅(qū)動(dòng)板”；“DC-DC驅(qū)動(dòng)板”；“保護(hù)板”。

1.功率主板： 功率主板包括了DC-DC推挽升壓和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升壓部分用了一對(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600W，也可以用IRFP2907Z，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600W而言，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EE55。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PCB截圖，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。

2. SPWM驅(qū)動(dòng)板。 和我的1KW機(jī)器一樣，SPWM的核心部分采用了張工的TDS2285單片機(jī)芯片。關(guān)于該芯片的詳細(xì)介紹，這里不詳說了。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)SPWM驅(qū)動(dòng)板，通過J1，J2插口和功率板接通，各插針說明如下： 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輸出。 10P-11P接BT電源。 下面是SPWM驅(qū)動(dòng)板的電原理圖和PCB截圖：

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SG3525實(shí)現(xiàn)PWM的輸出，后級(jí)用二組圖騰輸出，經(jīng)實(shí)驗(yàn)，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驅(qū)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。 下面是DC-DC升壓驅(qū)動(dòng)電路圖和PCB截圖：

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)板上的接口也做了改動(dòng)，而我的樣機(jī)用的是沒有修正過的PCB板，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。

二、主要部件的制作和采購

1.SPWM主芯片

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EE55，材質(zhì)PC40，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。

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。