更新：發(fā)布主板原理圖，見貼尾。

聲明：本人現(xiàn)在來(lái)電源網(wǎng)時(shí)間越來(lái)越少，某些人總有一些道理去擠兌，本人對(duì)一些沒(méi)有實(shí)質(zhì)性的交流和建議，會(huì)直接無(wú)視，要吵架請(qǐng)移步，俺怕了。

最近一段時(shí)間，我都在做一款一體機(jī)，這個(gè)一體機(jī)就是光伏逆變一體機(jī)，

說(shuō)是單純的一體機(jī)，其實(shí)他還包含了UPS功能，但是還不和UPS類似，他具有UPS另外一個(gè)沒(méi)有的功能就是逆變和市電可選優(yōu)先供電的功能，因?yàn)檫@個(gè)功能在綠色新能源上有著非常實(shí)用的用途，他是可以相互切換的一種機(jī)制，大大提高了光伏發(fā)電的利用率。

為了實(shí)現(xiàn)最簡(jiǎn)單與可靠的設(shè)計(jì)，花了2個(gè)月做調(diào)試，現(xiàn)在最新款的樣機(jī)已經(jīng)出來(lái)了，期間的調(diào)試工作耗費(fèi)我的大多數(shù)時(shí)間，每天基本上都是在修改代碼，將它做到最優(yōu)化。

和大家說(shuō)說(shuō)這個(gè)東西的一些特點(diǎn)：

1，  這個(gè)設(shè)計(jì)是基于單片機(jī)來(lái)做的，這是我第一次用單片機(jī)完成這個(gè)非常功能模塊的復(fù)雜代碼，也是第一次用單片機(jī)在逆變上做出這個(gè)東西。

2，  這個(gè)設(shè)計(jì)的電路相對(duì)簡(jiǎn)潔，因?yàn)槲蚁矚g簡(jiǎn)單的硬件，然后用軟件來(lái)實(shí)現(xiàn)硬件的擴(kuò)展，升級(jí)功能，只要在代碼上完成即可。

3，  這個(gè)基本上無(wú)需調(diào)試即可，只有一處，就是輸出電壓可以通過(guò)一個(gè)電位器設(shè)置為想要的輸出電壓。

4，  市電切換是用2個(gè)繼電器和逆變輸出同步切換的。

5，  為了安全，采用輸入輸出全隔離設(shè)計(jì)，修正了在極低負(fù)載的時(shí)候，輸出電壓不穩(wěn)定的情況，而且可以保證在極低的負(fù)載下運(yùn)行非常穩(wěn)定。

6，  這次專門針對(duì)IGBT驅(qū)動(dòng)做了優(yōu)化，因?yàn)楹竺?/span>H橋我現(xiàn)在弄成了IGBT，沒(méi)有用MOSFET了。

7，  濾除了討厭的EMI問(wèn)題，在一些特定負(fù)載下，不用擔(dān)心EMI的傳導(dǎo)，因?yàn)槲衣犝f(shuō)有的逆變器連抽水馬桶幾W的功率的東西都帶不了。

8，  短路保護(hù)是采用軟件實(shí)現(xiàn)，短路后，會(huì)自動(dòng)加在沖擊功率的保護(hù)程序，如果超過(guò)此階段，會(huì)關(guān)閉逆變器，并且會(huì)在5S后自動(dòng)重啟輸出，如果短路一直存在，會(huì)一直保護(hù)下去，這樣可以兼顧最低的短路功耗和故障消失后的自動(dòng)恢復(fù)。

9，  為了保證切換的安全和切換時(shí)間短的特性，采用鎖相市電的方式，先同步跟蹤市電相位，然后等它與逆變器的相位一致的時(shí)候，會(huì)將2著同步鎖定，鎖相的頻率范圍是45-55HZ。然后逆變器的輸出頻率受電網(wǎng)頻率控制，當(dāng)電網(wǎng)脫離這個(gè)頻率范圍時(shí)，會(huì)自動(dòng)運(yùn)行芯片內(nèi)的基準(zhǔn)50HZ 頻率，此時(shí)將會(huì)失鎖，等待頻率正常后，會(huì)自動(dòng)鎖定。

10，             加入MPPT光伏充電，最大限度發(fā)揮太陽(yáng)能板的輸出。

11，             附帶專屬LCD屏幕，這個(gè)屏幕是開模搞的，看著還是非常舒服的。

12，             市電，逆變優(yōu)先供電，設(shè)置是在LCD屏幕上的一鍵設(shè)置，LCD會(huì)顯示此時(shí)對(duì)應(yīng)的設(shè)置狀態(tài)，和實(shí)際是市電還是逆變的輸出。

13，             過(guò)流，過(guò)溫，溫控風(fēng)扇，過(guò)壓，欠壓等保護(hù)都是軟件實(shí)現(xiàn)，并且所有保護(hù)狀態(tài)都會(huì)在LCD上以中文方式出現(xiàn)，這樣發(fā)生保護(hù)后，可以從LCD上看到，到底是什么保護(hù)。可選的LCD的報(bào)警發(fā)聲裝置，和故障狀態(tài)的燈光閃爍。

這個(gè)機(jī)器的不足之處：

世界上沒(méi)有完美的東西，雖然我喜歡完美，可我也只是一個(gè)技術(shù)并不高的人，所以做出來(lái)的東西和我想像的還是有區(qū)別，所以它也是有缺點(diǎn)的；

1，  升壓部分不是軟開關(guān)，這點(diǎn)是我最頭痛的，雖然現(xiàn)在效率可以到93%,以上，但是算下來(lái)前級(jí)發(fā)熱還是很大的，這一點(diǎn)估計(jì)是最難解決的，因?yàn)橐獙?shí)現(xiàn)這個(gè)地方，可能需要?jiǎng)佑脗髡f(shuō)中的LLC電路做軟開關(guān)才可以的。

2，  受限于MPPT的復(fù)雜性，此機(jī)器上的MPPT效果沒(méi)有我的單獨(dú)的MPPT成品效果那么好，因?yàn)?/span>CPU干的事情太多了，實(shí)時(shí)性有非常大的折扣，這也是沒(méi)有辦法的，CPU資源用盡了，關(guān)鍵是CPU速度太低，只有5個(gè)MIPS，后續(xù)我非常想用STM8的20MIPS的CPU干這個(gè)事情，而且芯片內(nèi)有硬件乘法器，做算法的時(shí)候應(yīng)該可以發(fā)揮非常高的效能了。

3，  市電掉電的問(wèn)題還是存在，這樣會(huì)影響它的切換速度，這個(gè)問(wèn)題也是CPU引起的，因?yàn)?/span>CPU速度太慢，采樣市電交流電，需要正負(fù)半周都要通過(guò)ADC采樣并且實(shí)時(shí)計(jì)算出來(lái)，所以這是一個(gè)非常麻煩的事情。有可行的解決方案，但是最終還得換芯片，這一點(diǎn)沒(méi)有辦法了。

4，  IGBT的脆弱性再一次被顯現(xiàn)，這個(gè)東西要做好，真的是太難了，在復(fù)雜的運(yùn)行環(huán)境中，出會(huì)很多問(wèn)題，并不是在實(shí)驗(yàn)室內(nèi)通過(guò)多少次短路即可。在強(qiáng)電場(chǎng)環(huán)境中，IGBT比MOSFET表現(xiàn)出更加容易失效的特性，只需要通過(guò)更好的走線方式和一些相關(guān)的電磁屏蔽解決。

下面的是照片：照片不多，也可以看出一個(gè)大概，等時(shí)機(jī)充裕，我會(huì)陸續(xù)補(bǔ)上高清照片。

主板照片：

控制板照片：正面；

背面；

LCD

下面的是測(cè)試波形照片，和市電切換的照片，稍后補(bǔ)上，先吃飯去：

先看看我這邊的市電波形，可以看到波形失真很厲害，

注：以下所有波形都是帶載1KW的情況下測(cè)試的。

再看看逆變器輸出的波形圖：

切換的波形來(lái)了，下面這個(gè)是市電切換到逆變的波形圖，下面是我用示波器存儲(chǔ)的：

看看細(xì)節(jié)的波形圖，可以看到切換的時(shí)間很短，在波形上只看到一點(diǎn)點(diǎn)毛刺出來(lái)。

再次看看逆變轉(zhuǎn)入市電的過(guò)程，同樣是用示波器存儲(chǔ)一段波形，然后展開細(xì)節(jié)：

再看看切換瞬間的細(xì)節(jié)照片。

以上是所有切換的波形圖，切換時(shí)間已經(jīng)可以達(dá)到我的要求，因?yàn)橛辛撕褪须娡芥i相的功能，所有可以弄到非常安全的切換。忘記了還需要弄個(gè)逆變和市電的鎖相的波形出來(lái)才對(duì)，明天有時(shí)間抓個(gè)。

發(fā)布主板原理圖：

主板電路圖