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  • 全自主前后級一體的純正弦芯片開發,最新進展顯示板通信完成,可以顯示來自控制板的采樣數據,可選隔離或者不隔離,溫控風扇基本正常了

全自主前后級一體的純正弦芯片開發,最新進展顯示板通信完成,可以顯示來自控制板的采樣數據,可選隔離或者不隔離,溫控風扇基本正常了

溫控風扇的策略

運行分5級

全速100,75%,50%,25%和停止

當溫度超過40度開始用25%的速度運轉,到70度達到100%運轉。

當輸出電流超過20%額定時立刻開始按照25%的速度運轉,當達到額定電流的80%時,進入全速運轉

兩者分別計算,按照需求較大的來執行。

這樣有較大功率但是熱量積累還不多的時候就先轉起來了,避免等到管子溫度很高了,散熱片還沒熱起來風扇也不轉的情況。

因為設置啟動風速很低的時候風扇可能啟動不起來。設置一個啟動環節,只要是從停止轉到運行先按照75%運轉1秒鐘。





控制板,焊接的半成品,芯片全了阻容類還差不少

 

功率底板剛開始焊

 

組裝的樣子

  

全部回復(120)
正序查看
倒序查看
2013-04-29 12:32

升壓部分用ru190n08q,升壓變壓器用ec42,目標功率500w

后級用的是irf460,目標為500w有功,功率因數支持盡量大點,估計啟動冰箱之類的不會有問題。

后期驅動使用的是fan7390,4a的驅動,其實能支持更大的功率管的,不過做實驗階段前級不好太多變化

前級驅動使用b772擴流的驅動,理論上驅動4-6a不困難

目前已經發現的問題,低壓側功率管固定壓板安裝有難度了。和變壓器有點打架,但是應該是可以克服的。

直流母線電容封裝偏小,只能放下450v220u的電容了,和計劃中的470u差了不少。不過支持500w應該問題也不大。

爭取今天白天把控制板焊完,要不然晚上看不清,眼睛太累


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wxz1680
LV.2
3
2013-04-29 14:33
@wangshujun
升壓部分用ru190n08q,升壓變壓器用ec42,目標功率500w后級用的是irf460,目標為500w有功,功率因數支持盡量大點,估計啟動冰箱之類的不會有問題。后期驅動使用的是fan7390,4a的驅動,其實能支持更大的功率管的,不過做實驗階段前級不好太多變化前級驅動使用b772擴流的驅動,理論上驅動4-6a不困難目前已經發現的問題,低壓側功率管固定壓板安裝有難度了。和變壓器有點打架,但是應該是可以克服的。直流母線電容封裝偏小,只能放下450v220u的電容了,和計劃中的470u差了不少。不過支持500w應該問題也不大。爭取今天白天把控制板焊完,要不然晚上看不清,眼睛太累
**此帖已被管理員刪除**
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2013-04-29 15:57
@wxz1680
**此帖已被管理員刪除**

雙極性調制,輸出兩個電感是免不了的,功率底板計劃要測試多種調制方式的

那個小的是前級dcdc用的,還沒有驗證效果呢。

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2013-04-29 17:03
才500W這好的功率板被你浪費了,前級可以驅動兩對管,換上55的大變,1KW沒問題
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2013-04-29 18:06
@斌520
才500W這好的功率板被你浪費了,前級可以驅動兩對管,換上55的大變,1KW沒問題

后級換管子以后,電感什么的支持1kw差不多,電感線比較細,要上2000w電感肯定要在繞了

不過這個版本主要是用來調程序的,軟件做好以后再升級功率部分的電路吧,其實正弦的保護和軟件才是最核心的部分

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2013-04-29 18:28
多大的功率?
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jakeccc
LV.5
8
2013-04-29 19:21
@tvro
多大的功率?

500W

 

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2013-04-29 20:25
@jakeccc
500W 
最少也應該弄1000W
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IGBT2010
LV.8
10
2013-04-30 08:09
前后級用一片處理器嗎?
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wangshujun
LV.8
11
2013-04-30 11:04
@tvro
最少也應該弄1000W
自己不會饒變壓器,手頭有現成的500w變壓器就做500w的了,調軟件才是目標,前期不關注成本
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wangshujun
LV.8
12
2013-04-30 11:08
@IGBT2010
前后級用一片處理器嗎?

是的,這樣保護相對好做,特別是針對電池的保護變得很容易。溫控風扇也能實現

但是處理能力限制,真有效值計算是無論如何也加不上了,穩壓精度也很難優于1%了(示波器觀察瞬時值),用萬用表測量平均值還是會好一點的,但是因為不是真有效值所以負載類型改變時電壓會變的

相比于常見的峰值檢波方式我用的是平均值換算的方式,穩壓效果應該會略好

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2013-04-30 14:24
@wangshujun
是的,這樣保護相對好做,特別是針對電池的保護變得很容易。溫控風扇也能實現但是處理能力限制,真有效值計算是無論如何也加不上了,穩壓精度也很難優于1%了(示波器觀察瞬時值),用萬用表測量平均值還是會好一點的,但是因為不是真有效值所以負載類型改變時電壓會變的相比于常見的峰值檢波方式我用的是平均值換算的方式,穩壓效果應該會略好
路過學習
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IGBT2010
LV.8
14
2013-04-30 15:28
@wangshujun
是的,這樣保護相對好做,特別是針對電池的保護變得很容易。溫控風扇也能實現但是處理能力限制,真有效值計算是無論如何也加不上了,穩壓精度也很難優于1%了(示波器觀察瞬時值),用萬用表測量平均值還是會好一點的,但是因為不是真有效值所以負載類型改變時電壓會變的相比于常見的峰值檢波方式我用的是平均值換算的方式,穩壓效果應該會略好
期待樓主的波形和算法!!!
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plc_avr
LV.6
15
2013-04-30 15:39

不錯,好長時間沒來了,頂一下!前后同一芯片,樓主如何解決,前后級共地的問題呢?

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wangshujun
LV.8
16
2013-04-30 21:19
@plc_avr
不錯,好長時間沒來了,頂一下!前后同一芯片,樓主如何解決,前后級共地的問題呢?

目前還是工地非隔離的,不過隔離的也在考慮中,可以實現

高壓側采樣交流電壓和電流,母線電壓,母線電壓可以光隔離,交流的用互感器方便,現在交流的就是互感器的

后級供電也有留,但是跳周期模式不好弄輔助供電

隔離的驅動比較好辦,不是大問題


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wangshujun
LV.8
17
2013-05-02 11:48

看上去有悲劇的可能,前級pwm現在調到30k勉強,再多就存在處理不過來的問題了

顯然距離預期有點差距呀,后級spwm目前載頻是24k,雙極性調制

難道前后級用同一個芯片一定要等到32位來實現

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plc_avr
LV.6
18
2013-05-03 08:41
@wangshujun
看上去有悲劇的可能,前級pwm現在調到30k勉強,再多就存在處理不過來的問題了顯然距離預期有點差距呀,后級spwm目前載頻是24k,雙極性調制難道前后級用同一個芯片一定要等到32位來實現

簡單的事情還是硬件去做,省時省心。,最近忙的頭暈,我的逆變年后沒怎么玩了。

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wangshujun
LV.8
19
2013-05-03 10:59
@plc_avr
簡單的事情還是硬件去做,省時省心。[圖片],最近忙的頭暈,我的逆變年后沒怎么玩了。
相比之下用單片機做電路更簡單
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plc_avr
LV.6
20
2013-05-03 15:22
@wangshujun
相比之下用單片機做電路更簡單

前后不隔離是簡單,前后級隔離,事就多了。呵呵。

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wangshujun
LV.8
21
2013-05-05 09:30

又折騰了幾天了,進展如下:

模擬串口輸出穩定可靠了,用于調試比較便利了。

后級spwm的穩壓已經比較可靠了,穩壓精度優于1%,相對精度。

在母線電壓320v-430v之間都可以比較好的穩定輸出電壓在220v,低于320v后輸出電壓下降,但是保持正弦波不變型。低于290v以后持續4秒鐘關機,這個僅僅是用來保護過流電路或者電池電壓檢測失效的情況下的一個保護。

目前前級頻率調整在44k左右,這個可以提高到50k左右,不是很困難。

后級使用的spwm載頻是14.4khz,因為串口輸出使用4800bps,而要借助這個定時器輸出時需,所以只能是4800的整數倍。目前使用的是雙極性調制,波形理想。

接下來上波形:

前級dcdc的g和d波形

   

正弦波輸出

     

spwm輸出的抓圖,局部的spwm波,兩個下關的g級測量

   

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wangshujun
LV.8
22
2013-05-05 09:47
@wangshujun
又折騰了幾天了,進展如下:模擬串口輸出穩定可靠了,用于調試比較便利了。后級spwm的穩壓已經比較可靠了,穩壓精度優于1%,相對精度。在母線電壓320v-430v之間都可以比較好的穩定輸出電壓在220v,低于320v后輸出電壓下降,但是保持正弦波不變型。低于290v以后持續4秒鐘關機,這個僅僅是用來保護過流電路或者電池電壓檢測失效的情況下的一個保護。目前前級頻率調整在44k左右,這個可以提高到50k左右,不是很困難。后級使用的spwm載頻是14.4khz,因為串口輸出使用4800bps,而要借助這個定時器輸出時需,所以只能是4800的整數倍。目前使用的是雙極性調制,波形理想。接下來上波形:前級dcdc的g和d波形[圖片] [圖片]  正弦波輸出[圖片] [圖片] [圖片] [圖片] [圖片] spwm輸出的抓圖,局部的spwm波,兩個下關的g級測量[圖片] [圖片] [圖片] 

接下來準備開始用山寨的混合邏輯分析儀進行調試了

東西如下:

 

能夠同時輸入16路開關量和2路模擬量,采樣率大約是6兆,關鍵是通道數足夠多,可以便利的觀察輸入之間的相互關系,而且連續捕獲的長度很長可以達到分鐘級,觀察意外的信號也會有一些幫助,但是對于動態捕獲和專業示波器相比要差相當多。

為了用這個做了一個專門的隔離板,8個開關量,光耦輸入特性,等同于發光二極管,配合電阻適合觀察12-15v的G極驅動信號。

兩路模擬量是+-10v輸入,阻抗1兆歐,可以配合示波器探頭進行信號衰減

以上10路信號都是完全隔離的,因此可以任意的組合等測信號

今天爭取把這個都準備好,開始用這個進行測量。

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wangshujun
LV.8
23
2013-05-05 09:50
@wangshujun
接下來準備開始用山寨的混合邏輯分析儀進行調試了東西如下:[圖片] 能夠同時輸入16路開關量和2路模擬量,采樣率大約是6兆,關鍵是通道數足夠多,可以便利的觀察輸入之間的相互關系,而且連續捕獲的長度很長可以達到分鐘級,觀察意外的信號也會有一些幫助,但是對于動態捕獲和專業示波器相比要差相當多。為了用這個做了一個專門的隔離板,8個開關量,光耦輸入特性,等同于發光二極管,配合電阻適合觀察12-15v的G極驅動信號。兩路模擬量是+-10v輸入,阻抗1兆歐,可以配合示波器探頭進行信號衰減以上10路信號都是完全隔離的,因此可以任意的組合等測信號今天爭取把這個都準備好,開始用這個進行測量。
自己做的隔離電路開關量帶寬大約是1兆,模擬量大約只有200k,不過相對于spwm載頻的幾十k,模擬量的幾十hz來說應該不是瓶頸。
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wangshujun
LV.8
24
2013-05-05 10:04
@wangshujun
又折騰了幾天了,進展如下:模擬串口輸出穩定可靠了,用于調試比較便利了。后級spwm的穩壓已經比較可靠了,穩壓精度優于1%,相對精度。在母線電壓320v-430v之間都可以比較好的穩定輸出電壓在220v,低于320v后輸出電壓下降,但是保持正弦波不變型。低于290v以后持續4秒鐘關機,這個僅僅是用來保護過流電路或者電池電壓檢測失效的情況下的一個保護。目前前級頻率調整在44k左右,這個可以提高到50k左右,不是很困難。后級使用的spwm載頻是14.4khz,因為串口輸出使用4800bps,而要借助這個定時器輸出時需,所以只能是4800的整數倍。目前使用的是雙極性調制,波形理想。接下來上波形:前級dcdc的g和d波形[圖片] [圖片]  正弦波輸出[圖片] [圖片] [圖片] [圖片] [圖片] spwm輸出的抓圖,局部的spwm波,兩個下關的g級測量[圖片] [圖片] [圖片] 

目前前級海工作在開環狀態,尚未加入閉環處理。

此時空載輸入24v,電流大約300ma,前級功率管摸不到溫度,后級spwm管子有一點隱隱約約的發熱,不注意摸不到,電感也有一點點發熱的跡象

有明顯發熱的器件是變壓器,磁心很熱,說明能量絕大多數損耗在了鐵損上,磁材不夠理想,估計總損耗的7w中至少有5w消耗在磁心上了,如果加入跳周期估計可以節省80%到90%,預計整機空載電流會在100ma左右吧,估計能在平均水準了吧

控制部分連帶驅動的消耗大約是30ma,相當于0.7w。

現在困惑的是加上跳周期就會有噪音,似乎是發生在變壓器里面的噪音,不知道是不是有更好的策略可以使用


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wangshujun
LV.8
25
2013-05-05 14:22
@wangshujun
自己做的隔離電路開關量帶寬大約是1兆,模擬量大約只有200k,不過相對于spwm載頻的幾十k,模擬量的幾十hz來說應該不是瓶頸。

數字量采集基本成功

采集的是mos管G和S的電壓

上面兩個是右側半橋的上下管信號

下面兩個是前級的升壓管信號,跳周期,每4個周期輸出一個周期,空電流下降非常不明顯

但是一旦調整成8個周期輸出一個周期,高頻的噪音就很刺耳了  , 不知道各位還有什么好辦法

 

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wangshujun
LV.8
26
2013-05-05 14:38
@wangshujun
數字量采集基本成功采集的是mos管G和S的電壓上面兩個是右側半橋的上下管信號下面兩個是前級的升壓管信號,跳周期,每4個周期輸出一個周期,空電流下降非常不明顯但是一旦調整成8個周期輸出一個周期,高頻的噪音就很刺耳了  ,不知道各位還有什么好辦法[圖片] 

串口輸出的一段

分別是工作模式,調制度,電池電壓0.01v分辨率,母線電壓0.1v分辨率,交流電壓0.1v分辨率,交流電流0.001a分辨率,實際精度要低一些,如果不開你變得時候母線電壓和電池電壓都是在最后一位跳1-2個數,逆變輸出狀態時干擾還是比較強大的,數據直接就不那么準確了

Mode=4,Modulat=0233,Batt=2391,Bus=3468,ACV=2219,ACC=  86

Mode=4,Modulat=0233,Batt=2394,Bus=3468,ACV=2171,ACC=  85

Mode=4,Modulat=0233,Batt=2396,Bus=3472,ACV=2193,ACC=  80

Mode=4,Modulat=0233,Batt=2393,Bus=3468,ACV=2211,ACC=  78

Mode=4,Modulat=0233,Batt=2392,Bus=3466,ACV=2168,ACC=  84

Mode=4,Modulat=0233,Batt=2393,Bus=3466,ACV=2231,ACC=  88

Mode=4,Modulat=0233,Batt=2392,Bus=3468,ACV=2208,ACC=  95

Mode=4,Modulat=0233,Batt=2393,Bus=3468,ACV=2187,ACC=  99

Mode=4,Modulat=0234,Batt=2391,Bus=3468,ACV=2209,ACC=  88

Mode=4,Modulat=0234,Batt=2394,Bus=3469,ACV=2209,ACC=  76

Mode=4,Modulat=0234,Batt=2390,Bus=3471,ACV=2204,ACC=  75

Mode=4,Modulat=0234,Batt=2395,Bus=3468,ACV=2204,ACC=  90

Mode=4,Modulat=0234,Batt=2394,Bus=3466,ACV=2209,ACC=  94

Mode=4,Modulat=0234,Batt=2393,Bus=3466,ACV=2212,ACC=  80

Mode=4,Modulat=0234,Batt=2394,Bus=3466,ACV=2211,ACC=  72

Mode=4,Modulat=0234,Batt=2392,Bus=3471,ACV=2238,ACC=  89

Mode=4,Modulat=0233,Batt=2392,Bus=3473,ACV=2219,ACC=  83

Mode=4,Modulat=0233,Batt=2392,Bus=3468,ACV=2201,ACC=  91

Mode=4,Modulat=0233,Batt=2394,Bus=3468,ACV=2195,ACC=  78

Mode=4,Modulat=0233,Batt=2393,Bus=3469,ACV=2212,ACC=  75

Mode=4,Modulat=0233,Batt=2395,Bus=3470,ACV=2210,ACC=  76

Mode=4,Modulat=0232,Batt=2394,Bus=3468,ACV=2230,ACC=  81

Mode=4,Modulat=0231,Batt=2394,Bus=3469,ACV=2206,ACC=  84

Mode=4,Modulat=0231,Batt=2391,Bus=3470,ACV=2215,ACC=  83

Mode=4,Modulat=0231,Batt=2393,Bus=3469,ACV=2162,ACC=  92

Mode=4,Modulat=0231,Batt=2392,Bus=3469,ACV=2192,ACC=  94

Mode=4,Modulat=0231,Batt=2391,Bus=3471,ACV=2186,ACC=  95

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wangshujun
LV.8
27
2013-05-09 14:19
@wangshujun
目前前級海工作在開環狀態,尚未加入閉環處理。此時空載輸入24v,電流大約300ma,前級功率管摸不到溫度,后級spwm管子有一點隱隱約約的發熱,不注意摸不到,電感也有一點點發熱的跡象有明顯發熱的器件是變壓器,磁心很熱,說明能量絕大多數損耗在了鐵損上,磁材不夠理想,估計總損耗的7w中至少有5w消耗在磁心上了,如果加入跳周期估計可以節省80%到90%,預計整機空載電流會在100ma左右吧,估計能在平均水準了吧控制部分連帶驅動的消耗大約是30ma,相當于0.7w。現在困惑的是加上跳周期就會有噪音,似乎是發生在變壓器里面的噪音,不知道是不是有更好的策略可以使用

再傳兩張圖吧

模擬量通道原來采集問題比較多,最后只好多加了很多的rc濾波,現在實際的貸款估計不到5k了,14.4的開關波形只能看到一點點了,但是好歹正弦波基本能看了

數字通道

0,1為低壓側升壓推挽,目前運行在推挽跳周期50k的頻率每4個周期跳掉3個,也就是實際的頻率是12.5khz,我聽不到噪音,但是年輕人反應噪音刺耳,更多的跳周期策略不知道如何實現才好了。

2-5通道是4路spwm信號的輸出目前用的是雙極性調制,死區1us,波形還有點不對的地方,需要繼續調整

6通道是vds過流探測的輸出,現在輸出完全不對,每個周期都報過流,還要繼續查找原因

模擬通道

紅色是電壓采樣,直接采集輸出的220v,使用1:100探頭輸入

綠色是電流采樣通道,電流互感器匹配負載電阻后直接送到示波器的端口目前電流是0.1a,實際送入到示波器的幅值大約0.2v,幅值目前太小了,導致采樣波形失真太大

 

 

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2013-05-09 14:32
頂!用的啥單片機?
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wangshujun
LV.8
29
2013-05-09 15:49
@liwei20080512
頂!用的啥單片機?
stm8的,芯片相當便宜
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wangshujun
LV.8
30
2013-05-10 09:42
@wangshujun
再傳兩張圖吧模擬量通道原來采集問題比較多,最后只好多加了很多的rc濾波,現在實際的貸款估計不到5k了,14.4的開關波形只能看到一點點了,但是好歹正弦波基本能看了數字通道0,1為低壓側升壓推挽,目前運行在推挽跳周期50k的頻率每4個周期跳掉3個,也就是實際的頻率是12.5khz,我聽不到噪音,但是年輕人反應噪音刺耳,更多的跳周期策略不知道如何實現才好了。2-5通道是4路spwm信號的輸出目前用的是雙極性調制,死區1us,波形還有點不對的地方,需要繼續調整6通道是vds過流探測的輸出,現在輸出完全不對,每個周期都報過流,還要繼續查找原因模擬通道紅色是電壓采樣,直接采集輸出的220v,使用1:100探頭輸入綠色是電流采樣通道,電流互感器匹配負載電阻后直接送到示波器的端口目前電流是0.1a,實際送入到示波器的幅值大約0.2v,幅值目前太小了,導致采樣波形失真太大[圖片] [圖片] 

繼續貼波形圖,同一次捕獲的波形圖的不斷放大比較

連接方式見上貼

 

 

 

 


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2013-05-10 10:02
@wangshujun
stm8的,芯片相當便宜
不錯!我打算用STM32搞,找個最低級的STM32,應該都夠用了
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