2400W正弦波逆變器浮出水面
【原創】2400W正弦波逆變器浮出水面！----更新完成
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這臺2400W機，在月初就已完工，一直沒有時間做全面測試，這幾天，把它做了一次全面測試，現在寫一些東西和朋友們分享。
一、SPWM驅動板部分：
這款2400W的SPWM驅動電路和以前我的1000W機的驅動電路是完全一樣的，主芯片也是2285，所不同的是，這款2400W機的SPWM驅動板采用了貼片安裝，所以PCB的面積大幅度縮小了，顯得比較精致。此前，我用的都是直插式的，不敢用貼片的，自覺年紀大了，眼睛也花了，用貼片可能不現實了，后來，在朋友的鼓勵下，試著用了貼片，當然我用的是比較大的1206封裝，沒有想到，用了貼片之后，才知道，貼片的好處真的很多，安裝速度比直插式也慢不了多少，且更換元器件遠比直插式方便。
這次的SPWM驅動板PCB一共打了二次樣。第一次做完后，發現了一些問題，主要是還原出來的正弦波上面有干擾，更換了很多元件，如2285，門電路，光藕，快恢復管，等等，均沒有效果，最后只得認為是PCB布線不妥的原因了，所以又重新設計了PCB，再次去打樣，第二次打樣來的PCB，經安裝試驗，正弦波波形比較完美了。
下圖是第一個版本的SPWM驅動板，和原先直插式相比，小多了。
下面是第一個版本的SPWM驅動板還原出來的正弦波，上面有干擾。
下面是第二個版本的SPWM驅動板，變壓器用了EFD貼片式，電容全部用了固態的。
下面是第二個版本的SPWM驅動板，還原出來的正弦波非常漂亮。
因為這次用了貼片式安裝，所以產生了一個問題，板子裝好后，要測試比較麻煩，貼片元件，示波器的探頭勾不住，萬用表的測試棒的鱷魚夾也夾不住。為此，我花了二天時間，特意做了一塊測試板，見下圖：
這塊測試板的用途是：把安裝好的用貼片的SPWM驅動板插在這塊測試板上，可以測量4路SPWM輸出波形，可以測試保護電路的控制閥值；上面有一個脈沖發生電路，可以測試保護電路的控制靈敏度；上面還有一個簡單的H橋，可能直觀地看到驅動板還原正弦波的情況。只要在這塊測試板上測試通過了，一般就可以放心用到逆變壓器上了。
二、功率板部分
功率板實物照片見下圖
其實這塊功率板，從左到右，由三部分組成，即DC-DC驅動和輔助電源，前級升壓，后級H橋。下面是一塊長263MM寬160MM的鋁質大散熱板，這塊散熱有1.97公斤重，買來時花了90元。
上面有22個M3的螺絲孔，花了我半天時間攻出來的。
DC-DC驅動部分，和我的1000W（已公布電路）是一樣的，和鐘工的3000W也是差不多的。這次24V轉12V的輔助電源，我沒有用7812之類的三端穩壓器，而是用了34063開關電源，實驗證明比用三端要好N倍，功耗小，效率高，最好的一點，是抗干擾能力強，在大電流滿功率輸出時，12V上的干擾脈沖很小，而三端做不到這一點。下面是電路圖：
前級升壓部分，用了8個RU190N08，每一對功率管推動一個變壓器，這樣一共用了4個高頻變壓器，電路和鐘工3000W的一樣。每個變壓器的參數見下圖：
用多個變壓器的優點是：1.可以不用大磁芯，降低機器高度；2.每個變壓器的變比減小了，有利于減少漏感，減少尖峰電壓；3.有利于提高負載特性。缺點是：變壓器多了，制作比較麻煩。還有，用多個變壓器有二個技術要點，一定要注意：1.每個變壓器的繞制方式，繞制方向一定要一樣，設計PCB時，還要注意每個變壓器的同名端；2.初級是并聯的，次級是串聯的，所以，每個變壓器次級的圈數=（設計輸出電壓/每圈伏數）/變壓器的個數。下面是連接示意圖：
后級：整流部分用了4個大電流快速二極管：RHRG30120，電流30A，耐壓1200V，247封裝，安裝和散熱比較方便；H橋部分用了4個FQL40N50大功率MOS管，263封裝。連同前級的8個功率管，一共有16個管子，直接擰在散熱板上，用矽膠片隔離絕緣。
三、測試情況：
這次可能是準備工作比較充分，設計時也比較小心，所以，運氣很好，從安裝完成到加載到2350W，居然沒有燒一個管子，做了6次短路測試，也沒有燒H橋，連保險絲也沒有燒一個。下圖是測試現場，本來，功率板上的24V輸入，想用8根M4的銅柱，可是，一時買不到，只得用6平方的軟線8根做電源輸入了。
下面是幾幅測試時拍的圖片：
效率問題：
在1000W輸出時，約為93.5%；
在2000W輸出時，約為90.5%；
在2300W輸出時，約為90%
過載保護電路截止功率，約為2350W。原先設計是在2420W截止，可能是元件的誤差，變成2350W了，也不去改它了。
短路保護，用一根電線直接在交流輸出端做短路試驗，分別做空載，半載時的短路測試，保護電路反應迅速，工作情況良好，沒有造成元件損壞，連保險絲也沒有燒。
四，要改進的地方：
1.在滿功率輸出時，前級變壓器的磁芯溫度較高（線包不熱），說明鐵損很大，可能是我買的磁芯質量不好。散熱板下面和變壓器上面，最好裝風扇強制散熱。
2.后級功率管擰在散熱板上的位置不好，太靠邊了，長時間工作造成散熱板邊緣很熱，中間不熱，也就是散熱板沒有充分利用，這一改動，功率板的PCB也要改動。前級功率管不太熱。
3.SPWM驅動板上的變壓器，我這次用的是EFD15，可能太小了點，有點熱，如果用EFD20可能會更好些。
4.前級的D極尖峰，在滿功率時，有一路逼近80V，這對只有85V耐壓的RU190N08來講，有點風險，準備在D極反向并接75V左右的瞬態抑制二極管。
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@蕭山老壽
這臺2400W機，在月初就已完工，一直沒有時間做全面測試，這幾天，把它做了一次全面測試，現在寫一些東西和朋友們分享。一、SPWM驅動板部分： 這款2400W的SPWM驅動電路和以前我的1000W機的驅動電路是完全一樣的，主芯片也是2285，所不同的是，這款2400W機的SPWM驅動板采用了貼片安裝，所以PCB的面積大幅度縮小了，顯得比較精致。此前，我用的都是直插式的，不敢用貼片的，自覺年紀大了，眼睛也花了，用貼片可能不現實了，后來，在朋友的鼓勵下，試著用了貼片，當然我用的是比較大的1206封裝，沒有想到，用了貼片之后，才知道，貼片的好處真的很多，安裝速度比直插式也慢不了多少，且更換元器件遠比直插式方便。 這次的SPWM驅動板PCB一共打了二次樣。第一次做完后，發現了一些問題，主要是還原出來的正弦波上面有干擾，更換了很多元件，如2285，門電路，光藕，快恢復管，等等，均沒有效果，最后只得認為是PCB布線不妥的原因了，所以又重新設計了PCB，再次去打樣，第二次打樣來的PCB，經安裝試驗，正弦波波形比較完美了。下圖是第一個版本的SPWM驅動板，和原先直插式相比，小多了。[圖片] 下面是第一個版本的SPWM驅動板還原出來的正弦波，上面有干擾。[圖片] 下面是第二個版本的SPWM驅動板，變壓器用了EFD貼片式，電容全部用了固態的。[圖片] 下面是第二個版本的SPWM驅動板，還原出來的正弦波非常漂亮。 [圖片] 因為這次用了貼片式安裝，所以產生了一個問題，板子裝好后，要測試比較麻煩，貼片元件，示波器的探頭勾不住，萬用表的測試棒的鱷魚夾也夾不住。為此，我花了二天時間，特意做了一塊測試板，見下圖：[圖片] [圖片] 這塊測試板的用途是：把安裝好的用貼片的SPWM驅動板插在這塊測試板上，可以測量4路SPWM輸出波形，可以測試保護電路的控制閥值；上面有一個脈沖發生電路，可以測試保護電路的控制靈敏度；上面還有一個簡單的H橋，可能直觀地看到驅動板還原正弦波的情況。只要在這塊測試板上測試通過了，一般就可以放心用到逆變壓器上了。二、功率板部分 功率板實物照片見下圖[圖片] 其實這塊功率板，從左到右，由三部分組成，即DC-DC驅動和輔助電源，前級升壓，后級H橋。下面是一塊長263MM寬160MM的鋁質大散熱板，這塊散熱有1.97公斤重，買來時花了90元。[圖片] [圖片] 上面有22個M3的螺絲孔，花了我半天時間攻出來的。DC-DC驅動部分，和我的1000W（已公布電路）是一樣的，和鐘工的3000W也是差不多的。這次24V轉12V的輔助電源，我沒有用7812之類的三端穩壓器，而是用了34063開關電源，實驗證明比用三端要好N倍，功耗小，效率高，最好的一點，是抗干擾能力強，在大電流滿功率輸出時，12V上的干擾脈沖很小，而三端做不到這一點。下面是電路圖：[圖片] 前級升壓部分，用了8個RU190N08，每一對功率管推動一個變壓器，這樣一共用了4個高頻變壓器，電路和鐘工3000W的一樣。每個變壓器的參數見下圖：[圖片] 用多個變壓器的優點是：1.可以不用大磁芯，降低機器高度；2.每個變壓器的變比減小了，有利于減少漏感，減少尖峰電壓；3.有利于提高負載特性。缺點是：變壓器多了，制作比較麻煩。還有，用多個變壓器有二個技術要點，一定要注意：1.每個變壓器的繞制方式，繞制方向一定要一樣，設計PCB時，還要注意每個變壓器的同名端；2.初級是并聯的，次級是串聯的，所以，每個變壓器次級的圈數=（設計輸出電壓/每圈伏數）/變壓器的個數。下面是連接示意圖：[圖片] 后級：整流部分用了4個大電流快速二極管：RHRG30120，電流30A，耐壓1200V，247封裝，安裝和散熱比較方便；H橋部分用了4個FQL40N50大功率MOS管，263封裝。連同前級的8個功率管，一共有16個管子，直接擰在散熱板上，用矽膠片隔離絕緣。三、測試情況：這次可能是準備工作比較充分，設計時也比較小心，所以，運氣很好，從安裝完成到加載到2350W，居然沒有燒一個管子，做了6次短路測試，也沒有燒H橋，連保險絲也沒有燒一個。下圖是測試現場，本來，功率板上的24V輸入，想用8根M4的銅柱，可是，一時買不到，只得用6平方的軟線8根做電源輸入了。[圖片] 下面是幾幅測試時拍的圖片：[圖片] [圖片] [圖片] [圖片] [圖片] [圖片] 效率問題：在1000W輸出時，約為93.5%；在2000W輸出時，約為90.5%；在2300W輸出時，約為90%過載保護電路截止功率，約為2350W。原先設計是在2420W截止，可能是元件的誤差，變成2350W了，也不去改它了。短路保護，用一根電線直接在交流輸出端做短路試驗，分別做空載，半載時的短路測試，保護電路反應迅速，工作情況良好，沒有造成元件損壞，連保險絲也沒有燒。四，要改進的地方：1.在滿功率輸出時，前級變壓器的磁芯溫度較高（線包不熱），說明鐵損很大，可能是我買的磁芯質量不好。散熱板下面和變壓器上面，最好裝風扇強制散熱。2.后級功率管擰在散熱板上的位置不好，太靠邊了，長時間工作造成散熱板邊緣很熱，中間不熱，也就是散熱板沒有充分利用，這一改動，功率板的PCB也要改動。前級功率管不太熱。3.SPWM驅動板上的變壓器，我這次用的是EFD15，可能太小了點，有點熱，如果用EFD20可能會更好些。4.前級的D極尖峰，在滿功率時，有一路逼近80V，這對只有85V耐壓的RU190N08來講，有點風險，準備在D極反向并接75V左右的瞬態抑制二極管。
老壽先生，請問您的H橋MOSFET有沒有測試過VDS的波形?我發現我不加吸收和加入吸收沒有多少區別。
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