今天和大家分享一下我第一次參加電賽的經歷和經驗，至今為止我學電源正好一年整，在這一年里我做過很多往年的電賽電源題，但是沒有真正的參加過電賽，這次參加完電賽，我才真正的懂得了結果不管怎么樣，最重要的是參與比賽這幾天的過程，說實話這次比賽我從中收獲了很多，也吃了不少苦(四天四夜基本上沒合眼）。
活不多說，直接分享一下我在這次比賽中怎么去理解這個E題、遇到了什么問題、怎么解決的、學會了什么、最重要的就是我們寫的程序 設計的電路以及PCB等 我都會一一分享出來供像我一樣的初學者參考和學習的。
【競賽分享】大賽E題“變流器負載試驗中的能量回饋裝置”
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今天繼續更新！！！
先分析一下題目：題目總體要就就是 先逆變（DC-AC），然后再整流，接著就是BOOST（PFC）升壓，最后再將輸出并回輸入。
把整個的看成每一個模塊感覺很簡單，但是將每一個模塊整合到一起的時候錯誤百出，就比如逆變如果用硬件的話很好實現，但是第二問牽扯到步進調頻，硬件實現起來比較困難，所以就想著用軟件去控制即用軟件產生一路PWM紋波和一路SPWM紋波，就是從逆變的基本原理出發的（這個會在后面的帖子中詳細說明）。整流的話比較簡單直接自己做一個整流橋就好了，在這里需要注意的是 最好不要用現成的整流橋（集成的芯片），因為那個整流橋一般都是設定好的50HZ，如果不是50HZ出來的饅頭波就會出現畸變。再就是后面的升壓如果不升壓的話 由于前面DC-AC部分產生的有效值已經小于輸入電壓值，所以在這里需要升壓，將電壓抬高超過電源電壓 才能并回去（這個在后面也會詳細說明的）。
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SPWM調制的實現方式：模擬實現方式：在模擬電路里，我們常常用調制基波（正弦波）和載波（三角波或鋸齒波）的幅值來做比較，幅值高時就輸出高電平或低電平產生SPWM調制波。單極性調制：其基本原理如下圖所示：
具體的實現方法就是把基波和載波分別輸入到比較器的正負端，如下如所示 ：
單極性SPWM在全橋電路中的驅動時序:
全橋的基本變換電路為：
一種誤區：如果Q1-Q4的驅動時序如下圖，我們可以分析出，當正弦波正半波時Q1,Q3按正弦規律導通，負半波時Q2,Q4按正弦規律導通.最終A， B兩節點之間的波形如下圖的UAB；經過LC濾波后的輸出波形如下圖的Uo所示為正弦波。可是實際我們搭電路出來一試呢，發現空載時Uo為50Hz方波，帶載到一定程度才是正弦波，為什么呢？怎么改進呢？
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@VFD一刻鐘
1、SPWM調制； 正弦脈寬調制（ SinePulseWidthModulation ，英文簡稱SPWM)也是一種調制方式，其基本內容為：1.基波：一般為低頻率（相對于載波）的正弦波，如逆變電源中的50/60/400Hz正弦波信號， D類功放中20-20kHz的音頻信號等。2.載波：一般為高頻率（相對于基波）的線性三角波或鋸齒波。3.載波比：載波頻率和基波頻率的比值我們成為載波比。4.LC濾波：主要是通過LC的濾波作用把一系列按正弦規律變化的脈沖還原成正弦波。5.調制度M：在SPWM調制里, 調制度等于基準正弦波（調制波）幅值和載波幅值的比值。 M1時，輸出調制波產生削頂和大量的諧波。 如50HZ的正弦波，我們把它看成是有許許多多的呈階梯狀的直流信號組成的，這樣我們就可以用許許多多的寬窄不等的脈沖來等效這個正弦波了，從而實現了功率管工作在開關狀態。如果在一個正弦波周期內的脈沖個數比較多，就能精度比較高地通過LC濾波還原成正弦波，這就是SPWM調制的基本原理。[圖片]SPWM調制的實現方式：模擬實現方式：在模擬電路里，我們常常用調制基波（正弦波）和載波（三角波或鋸齒波）的幅值來做比較，幅值高時就輸出高電平或低電平產生SPWM調制波。單極性調制：其基本原理如下圖所示：[圖片] 具體的實現方法就是把基波和載波分別輸入到比較器的正負端，如下如所示：[圖片]單極性SPWM在全橋電路中的驅動時序:全橋的基本變換電路為：[圖片]一種誤區：如果Q1-Q4的驅動時序如下圖，我們可以分析出，當正弦波正半波時Q1,Q3按正弦規律導通，負半波時Q2,Q4按正弦規律導通.最終A，B兩節點之間的波形如下圖的UAB；經過LC濾波后的輸出波形如下圖的Uo所示為正弦波。可是實際我們搭電路出來一試呢，發現空載時Uo為50Hz方波，帶載到一定程度才是正弦波，為什么呢？怎么改進呢？[圖片]
空載時，在Q1的第一個脈沖導通后，母線電壓通過L給C充電，此時C充上的電壓并不高， Q1的第一個脈沖過后， 4個功率管中只有Q3導通，所以C上的電壓得以保持到Q2的第二個脈沖的到來，這樣C上的電壓又在第二個脈沖充得更高，這樣要不了幾個脈沖， C上的電壓就充到母線電壓了，因而空載就輸出方波了。要解決這個問題，只需要在Q1截止時讓Q2導通，這樣C在上一個脈沖儲存的能量會有一部分返回到電感L,這樣電感的電流才不會斷續， Uo就空載也輸出正弦波了
下面是典型的單極性調制正確的驅動時序：
從上面的驅動時序可以看出典型的單極性調制有如下特點：高頻臂Q1,Q2兩個功率管工作在高頻狀態，低頻臂Q3,Q4兩個功率管工作在低頻狀態，只有一半的功率管有開關損耗，和其他4個功率管都工作在高頻狀態的調制方式相比，總的開關損耗只有一半。由此可以知道，高頻臂Q1,Q2兩個功率管工作在高頻狀態，損耗比低頻臂Q3,Q4兩個功率管工作在低頻狀態要高，因而發熱比較大，壽命要短。于是人們提出了一種改進型的單極性調制，其原理是讓每個功率管都輪流半個基波周期工作在高頻狀態，半個周期工作在低頻狀態，其時序如下圖：
從上面得時序圖可以看出，上面的4個功率管都是半個基波周期工作在高頻狀態，半個基波周期工作在低頻狀態，一直輪流工作了，這樣4個功率管基本上做到了損耗均等，壽命均等。另外說明一點的是，如果全橋電路是用自舉驅動的話，上面時序圖中的Q1,Q4改為放在兩個橋臂的下管比較好，為什么呢，因為導通時間比較長，有利于自舉電容的充電，可以減小自舉電容。可以說，上面典型的單極性調制和改進的單極性調制涵蓋了市面上絕大多數的單相正弦波逆變器。
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@VFD一刻鐘
空載時，在Q1的第一個脈沖導通后，母線電壓通過L給C充電，此時C充上的電壓并不高，Q1的第一個脈沖過后，4個功率管中只有Q3導通，所以C上的電壓得以保持到Q2的第二個脈沖的到來，這樣C上的電壓又在第二個脈沖充得更高，這樣要不了幾個脈沖，C上的電壓就充到母線電壓了，因而空載就輸出方波了。要解決這個問題，只需要在Q1截止時讓Q2導通，這樣C在上一個脈沖儲存的能量會有一部分返回到電感L,這樣電感的電流才不會斷續，Uo就空載也輸出正弦波了[圖片]下面是典型的單極性調制正確的驅動時序：[圖片]從上面的驅動時序可以看出典型的單極性調制有如下特點：高頻臂Q1,Q2兩個功率管工作在高頻狀態，低頻臂Q3,Q4兩個功率管工作在低頻狀態，只有一半的功率管有開關損耗，和其他4個功率管都工作在高頻狀態的調制方式相比，總的開關損耗只有一半。由此可以知道，高頻臂Q1,Q2兩個功率管工作在高頻狀態，損耗比低頻臂Q3,Q4兩個功率管工作在低頻狀態要高，因而發熱比較大，壽命要短。于是人們提出了一種改進型的單極性調制，其原理是讓每個功率管都輪流半個基波周期工作在高頻狀態，半個周期工作在低頻狀態，其時序如下圖：[圖片]從上面得時序圖可以看出，上面的4個功率管都是半個基波周期工作在高頻狀態，半個基波周期工作在低頻狀態，一直輪流工作了，這樣4個功率管基本上做到了損耗均等，壽命均等。另外說明一點的是，如果全橋電路是用自舉驅動的話，上面時序圖中的Q1,Q4改為放在兩個橋臂的下管比較好，為什么呢，因為導通時間比較長，有利于自舉電容的充電，可以減小自舉電容。可以說，上面典型的單極性調制和改進的單極性調制涵蓋了市面上絕大多數的單相正弦波逆變器。
2、下面是我們用軟件寫的SPWM文波（我糾正一下 我之前說的一路SPWM文波，一路PWM文波是我們最開始的方案。最后的方案是用兩路SPWM文波）
兩路相位相反無死區的SPWM文波，之所以無死區下面會說明的，接著展示一下其中一路的SPWM文波 它是什么樣的：
這是其中一路的SPWM文波占空比是先變大再變小 一點一點逐漸變化的。
軟件部分的程序不僅實現了這一個產生SPWM文波的作用，還有一個最重要的作用就是能夠實現采樣反饋 使逆變產生的正弦波在帶載不同的情況下能夠穩住正弦波的幅值。
有需要程序的在下面留言即可，我看到后會及時發送的！！！
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@VFD一刻鐘
2、下面是我們用軟件寫的SPWM文波（我糾正一下 我之前說的一路SPWM文波，一路PWM文波是我們最開始的方案。最后的方案是用兩路SPWM文波）[圖片][圖片][圖片][圖片]兩路相位相反無死區的SPWM文波，之所以無死區下面會說明的，接著展示一下其中一路的SPWM文波 它是什么樣的：[圖片][圖片][圖片][圖片][圖片][圖片][圖片]這是其中一路的SPWM文波占空比是先變大再變小 一點一點逐漸變化的。軟件部分的程序不僅實現了這一個產生SPWM文波的作用，還有一個最重要的作用就是能夠實現采樣反饋 使逆變產生的正弦波在帶載不同的情況下能夠穩住正弦波的幅值。有需要程序的在下面留言即可，我看到后會及時發送的！！！
三個問題：
1、如何實現步長為1HZ，20HZ~100HZ的頻率調制。
2、如何知道能量多余需要反饋。
3、如何設計實現輸入能耗最小。
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@愛問的孩子
三個問題：1、如何實現步長為1HZ，20HZ~100HZ的頻率調制。2、如何知道能量多余需要反饋。3、如何設計實現輸入能耗最小。
1、步進是由軟件程序實現的，程序內部有設置上下限（20HZ-100HZ）。
2、這個不是說能量回收，而是類似于形成了一個環，你可以做一個BOOST（TL494控制的）雖然它是升壓 但是也可以并回去，比較神奇，你可以體驗體驗。需要注意的是你需要在供電電源后面加一個二極管，輸出并回去的時候也加一個二極管。
3、這個能量損耗最小實質上就是減少后面所有部分的損耗，可以把后面看成一個電阻，后面元件損耗少了，能量就降下來了。還有一部分和PFC有關。我們比賽測試的時候達到4.3W.
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@VFD一刻鐘
2、下面是我們用軟件寫的SPWM文波（我糾正一下 我之前說的一路SPWM文波，一路PWM文波是我們最開始的方案。最后的方案是用兩路SPWM文波）[圖片][圖片][圖片][圖片]兩路相位相反無死區的SPWM文波，之所以無死區下面會說明的，接著展示一下其中一路的SPWM文波 它是什么樣的：[圖片][圖片][圖片][圖片][圖片][圖片][圖片]這是其中一路的SPWM文波占空比是先變大再變小 一點一點逐漸變化的。軟件部分的程序不僅實現了這一個產生SPWM文波的作用，還有一個最重要的作用就是能夠實現采樣反饋 使逆變產生的正弦波在帶載不同的情況下能夠穩住正弦波的幅值。有需要程序的在下面留言即可，我看到后會及時發送的！！！
今天接著更新，有很多電源網的朋友問我關于電路和程序的問題，我會盡快更新分享出來的。
其實電路比較簡單，就是運用了IR2104s的特性。
這是IR2104s的芯片手冊
在這里說明一下 主要運用了IR2104的兩個特性：
1、輸入一路PWM 它可以輸出兩路帶有一定死區的兩路相反的PWM。
2、利用產生的兩路相反的PWM可以驅動兩個MOS管 正好就是橋的上下部分
下面是一路SPWM輸入經過IR2104s產生的兩路自帶死區的相反SPWM
經過一個全橋之后產生如下波形：
這時候就產生了過零點的兩個相反SPWM，可以看出占空比是先增大再減小的。
經過一個LCL濾波就可以產生非常正的正弦波了：
這個題的第一問算是完成了，對于第二問，直接在程序中改變SPWM的頻率就行了，然后通過按鍵控制，比較簡單，第二問也算上完成了，至于第三四問我會繼續更新的。
有哪位網友對這個帖子感興趣的，需要程序的，在帖子后面留下郵箱即可，看到后我會及時發給你的。
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@VFD一刻鐘
今天接著更新，有很多電源網的朋友問我關于電路和程序的問題，我會盡快更新分享出來的。[圖片]其實電路比較簡單，就是運用了IR2104s的特性。IR2104STRPBF中文資料.pdf 這是IR2104s的芯片手冊 在這里說明一下 主要運用了IR2104的兩個特性：1、輸入一路PWM 它可以輸出兩路帶有一定死區的兩路相反的PWM。[圖片]2、利用產生的兩路相反的PWM可以驅動兩個MOS管 正好就是橋的上下部分[圖片]下面是一路SPWM輸入經過IR2104s產生的兩路自帶死區的相反SPWM[圖片][圖片][圖片][圖片]經過一個全橋之后產生如下波形：[圖片][圖片][圖片]這時候就產生了過零點的兩個相反SPWM，可以看出占空比是先增大再減小的。經過一個LCL濾波就可以產生非常正的正弦波了：[圖片]這個題的第一問算是完成了，對于第二問，直接在程序中改變SPWM的頻率就行了，然后通過按鍵控制，比較簡單，第二問也算上完成了，至于第三四問我會繼續更新的。有哪位網友對這個帖子感興趣的，需要程序的，在帖子后面留下郵箱即可，看到后我會及時發給你的。
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@VFD一刻鐘
2、下面是我們用軟件寫的SPWM文波（我糾正一下 我之前說的一路SPWM文波，一路PWM文波是我們最開始的方案。最后的方案是用兩路SPWM文波）[圖片][圖片][圖片][圖片]兩路相位相反無死區的SPWM文波，之所以無死區下面會說明的，接著展示一下其中一路的SPWM文波 它是什么樣的：[圖片][圖片][圖片][圖片][圖片][圖片][圖片]這是其中一路的SPWM文波占空比是先變大再變小 一點一點逐漸變化的。軟件部分的程序不僅實現了這一個產生SPWM文波的作用，還有一個最重要的作用就是能夠實現采樣反饋 使逆變產生的正弦波在帶載不同的情況下能夠穩住正弦波的幅值。有需要程序的在下面留言即可，我看到后會及時發送的！！！
樓主可以發程序嗎？757209079@qq.com
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1807946446@qq.com@VFD一刻鐘
今天接著更新，有很多電源網的朋友問我關于電路和程序的問題，我會盡快更新分享出來的。[圖片]其實電路比較簡單，就是運用了IR2104s的特性。IR2104STRPBF中文資料.pdf 這是IR2104s的芯片手冊 在這里說明一下 主要運用了IR2104的兩個特性：1、輸入一路PWM 它可以輸出兩路帶有一定死區的兩路相反的PWM。[圖片]2、利用產生的兩路相反的PWM可以驅動兩個MOS管 正好就是橋的上下部分[圖片]下面是一路SPWM輸入經過IR2104s產生的兩路自帶死區的相反SPWM[圖片][圖片][圖片][圖片]經過一個全橋之后產生如下波形：[圖片][圖片][圖片]這時候就產生了過零點的兩個相反SPWM，可以看出占空比是先增大再減小的。經過一個LCL濾波就可以產生非常正的正弦波了：[圖片]這個題的第一問算是完成了，對于第二問，直接在程序中改變SPWM的頻率就行了，然后通過按鍵控制，比較簡單，第二問也算上完成了，至于第三四問我會繼續更新的。有哪位網友對這個帖子感興趣的，需要程序的，在帖子后面留下郵箱即可，看到后我會及時發給你的。
樓主可以發我一份報告和程序嗎？我想學習下后端回饋裝置怎么做的，我的郵箱：457633807@qq.com，非常感謝！
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