逆变器制作全过程

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1、 制作 600W 的正弦波逆变器， 该机具有以下特点：该机具有以下特点： 1.SPWM 的驱动核心采用了单片机 SPWM 芯片，TDS2285，所以，SPWM 驱动部分相对纯硬件来讲，比较简单，制作完成后要调试的东西很少，所以，比较容易成功。 2.所有的 PCB 全部采用了单面板，便于大家制作，因为，很多爱好者都会自已做单面的 PCB，有的用感光法，有点用热转印法，等等，这样，就不用麻烦 PCB 厂家了，自已在家里就可以做出来，当然，主要的目的是省钱，现在的 PCB 厂家太牛了，有点若不起（我是万不得已才去找PCB 厂家的）。 3.该机所有的元件及材料都可以在淘宝网上买到，有了网购真的很方便，

2、快递送到家，你要什么有什么。 如果 PCB 没有做错，如果元器件没有问题，如果你对逆变器有一定的基础，我保证你制作成功，当然，里面有很多东西要自已动手做的，可以尽享自已动手的乐趣。 4.功率只有 600W，一般说来，功率小点容易成功，既可以做实验也有一定的实用性。 下面是样机的照片和工作波形： 一、电路原理：一、电路原理： 该逆变器分为四大部分，每一部分做一块 PCB 板。分别是“功率主板”；“SPWM 驱动板”；“DC-DC 驱动板”；“保护板”。 1.功率主板：功率主板： 功率主板包括了 DC-DC 推挽升压和 H 桥逆变两大部分。该机的 BT 电压为 12V，满功率时，前级工作电流可以达

3、到 55A 以上，DC-DC 升压部分用了一对 190N08，这种 247 封装的牛管，只要散热做到位，一对就可以输出 600W，也可以用 IRFP2907Z，输出能力差不多，价格也差不多。主变压器用了 EE55 的磁芯，其实，就 600W 而言，用 EE42 也足够了，我是为了绕制方便，加上 EE55 是现存有的，就用了 EE55。关于主变压器的绕制，下面再详细介绍。前级推挽部分的供电采用对称平衡方式， 这样做有二个好处， 一是可以保证大电流时的二个功率管工作状态的对称性，保证不会出现单边发热现象；二是可以减少 PCB 反面堆锡层的电流密度，当然，也可以大大减小因为电流不平衡引起的干扰。高压

4、整流快速二极管，用的是 TO220 封装的 RHRP8120，这种管子可靠性很好，我用的是二手管，才 1 元钱一个。高压滤波电容是 470uf/450V 的，在可能的情况下，尽可能用的容量大一些，对改善高压部分的负载特性和减少干扰都有好处。H 桥部分用的是 4 个 IRFP460，耐压 500V，最大电流 20A，也可以用性能差不多的管子代替，用内阻小的管子可以提高整机的逆变效率。H 桥部分的电路采用的常规电路。 下面是功率主板的 PCB 截图，长宽为 200X150MM，因为，这部分的电路比较简单，所以，我没有画原理图，是直接画了 PCB 图的。该板布板时，曾得到好友的提示帮助，特在此表示感

5、谢。 2. SPWM 驱动板驱动板 和我的 1KW 机器一样，SPWM 的核心部分采用了张工的 TDS2285 单片机芯片。关于该芯片的详细介绍，这里不详说了。U3,U4 组成时序和死区电路，末级输出用了 4 个 250 光藕，H 桥的二个上管用了自举式供电方式，这样做的目的是简化电路，可以不用隔离电源。 因为 BT 电压会在 10-15V 之间变化，为了可靠驱动 H 桥，光藕 250 的图腾输出级工作电压一定要在 12-15 之间，不能低于 12V，否则可能使 H 桥功率管触发失败。所以，这里用了一个 MC34063（U9），把 BT 电压升至 15V（该升压电路由钟工提供），实验证明，这方

6、式十分有效。 整个 SPWM 驱动板，通过 J1,J2 插口和功率板接通，各插针说明如下： J2: 2P-4P; 7P-9P; 13P-15P; 18P-20P 分别为 H 桥 4 个功率管的驱动引脚 23P-24P 为交流稳压取样电压的输入端。 J1: 1P 为 2285 输出至前级 3525 第 10P 的保护信号连接端，一旦保护电路启动，2285 的 12P 输出高电平，通过该接口插针到前级 3525 的 10P，关闭前级输出。 6P-7P-8P 为地 GND。 9P 接保护电路的输出端，用于关闭后级 SPWM 输出。 10P-11P 接 BT 电源。 下面是 SPWM 驱动板的电原理图

7、和 PCB 截图： 3.DC-DC 驱动板驱动板 DC-DC 升压驱动板，采用的是很常见的线路，用一片 SG3525 实现 PWM 的输出，后级用二组图腾输出，经实验，如果用一对 190N08，图腾部分可以省略，直接用 3525 驱动就够了。因为这DC-DC 驱动板，和我的 1000W 机上的接口是通用的，所以有双组输出，该机上只用了一组。板上有二个小按钮开关，S1,S2，S1 是开机的，S2 是关机的，可以控制逆变器的启动和停机。 这驱动板，是用 J3,J4 接口和功率板相连的，其中 J3 的第 1P 为限压反馈输入端。 下面是 DC-DC 升压驱动电路图和 PCB 截图： 4.保护板保护板

8、 我这次没有做保护板，有如下原因：首先是没有保护板该机也可以工作，加上这段时间比较忙，所以，保护板就拉下了；其次是：我这次公布的功率主板，是后来经修正过的，保护板上的接口也做了改动，而我的样机用的是没有修正过的 PCB 板，即便是做了保护板，也插不上去。我倒是希望有朋友如果用我的 PCB 文档去厂家打样，不要忘记，多给我打一套，寄给我，我就可以根据新的功率主板来画保护板了。下面是保护部分的电路图，是我学习了钟工公布的 3000W 上用的保护电路变化而来的。 二、主要部件的制作和采购二、主要部件的制作和采购 1.SPWM 主芯片主芯片 2.主变压器主变压器 主变压器是制作逆变器成功与否的关健，本

9、机主变用的磁芯为 EE55，材质 PC40，我在杭州电子市场买到了一种质量很好的骨架，立式的，脚位 11 加 11，脚粗 1.2MM。绕制数据：初级 2T 加2T，用 10 根 0.93 的线。初级导线总面积为 6.8 平方 MM，次级为 0.93 线一根，绕 60T。 绕前准备：绕前准备： 先准备骨架，把骨架上 22 个引脚，剪去 4 个，下面红圈处就是表示已经剪去的脚。上面二个独立的脚是高压绕组用的，远离下面的脚有利于绝缘，中间及下面的脚是低压绕组用的，左边是一个绕组 2 圈，右边是另一个绕组 2 圈。 绕制步骤：绕制步骤： A),先绕二分之一的高压绕组（次级），先在骨架上用高温胶带粘一层

10、，这样做是为了防止导线打滑，用一根 0.93 线绕一层，约 30 圈（注意的是，高压绕组的线头要做好绝缘，我是套进一小段热缩套管，用打火机烤一下，就紧紧包在线头上了），再用胶带固定住线头，不要让它散出来，并在高压绕组的外面用高温胶带包三层。 B)，下面就可以绕低压绕组了（初级），低压绕组分成二层绕，也就是每一层是 2 加 2，用 5 根线并绕，我画了一个图（见下面图），不知大伙能不能看清楚结构情况。 先用 5 根 0.93 线绕 2 圈（见图二中红线），中间留空隙，再在空隙处用另外 5 根线绕 2 圈（见图二中蓝线），每根线长约 37CM。用同样的方法绕二层，层间包二层胶带，这样就相当于用了1

11、0 根线并绕。绕完低压绕组，在绕组外用高温胶带包三层。绕低压绕组要注意的问题是：线头留在下面，即骨架引脚处，线尾留长一点，暂时留在骨架的上面（等绕完高压绕组后要向下折下来）。从（图一）可以看出，实际上，低压绕组的头和尾是有一段是重叠的，也就是不是 2 圈，而是约 2.2 圈，这样做可以大大减少漏感。 C)，再继续绕高压绕组，绕完另外的 30 圈，要注意的是，这 30 图要和里面的 30 圈绕向相同，这点很关健。如果一层绕不下，就把剩下几圈再绕一层。D)，绕完高压绕组后，在外面用高温胶带包三层，就把低压绕组原先留在上面的线头折下来（见图三），准备焊在骨架的脚上。去漆可以用脱漆剂，用棉签沾一点脱漆

12、剂，抹在线头上，过一会儿，漆就掉下来了，就可以焊了。 E），再后在整个绕组的外面包几层高温胶带，绕好的线包外观要饱满平整。 F），现在可以插磁芯了，插磁芯之前要对磁芯的对接面做清洁处理，我是用胶带粘几下，把磁芯对接面的粉末全清洁干净，插入磁芯，用胶带扎紧，有条件的话对磁芯对接处用胶水做固定。 我发现用这种方法绕制的变压器漏感比较小。以前用铜带绕制，漏感一般在 0.8uH 以上，现在可以做到 0.4uH 以下。我想原因是：因为铜带要焊引出线头，这样就留下了一个锡堆，再绕高压绕组时，中间就有一个空隙，导致耦合不紧。下图为测试漏感示意图。 如果有条件，一定要做一个耐压测试，任一个低压绕组对高压绕组的

13、绝缘要在 1500V 以上，这样才可以放心使用。 3. AC 输出滤波磁环输出滤波磁环 对于象我这样纯手工打造的爱好者来讲，这个磁环的绕制也是十分头痛的事。 磁环是采用直径 40MM 的铁硅铝磁环，用 1.18 的线，在上面穿绕 90 圈，线长约 4.5 米，如果用导磁率为 125 的磁环，电感量大约在 1.5mH，用导磁度为 90 的磁环，电感量大约在 1mH 左右。我做过试验，用二个这样的磁环，每个电感量在 0.7mH 以上就可以正常工作了。绕制时分二层，第一层，45 圈，因为磁环外圈和内圈的周长不同，所以第一层绕时，内圈的线要紧密排列，而外圈的线是每圈之间留有一个空隙的。绕第二层时，内圈

14、是叠在第一层线上，外圈是嵌在第一层线的空隙中，这样绕出来的线圈才好看。当然，好象是否好看，也不影响使用。下面是我在淘宝上买过磁环的网店（无意为商家做广告，只是方便朋友们采购）。注意，绕这个磁环时，一定要戴手套，否则，导线会让你勒出血泡的。 4.散热风扇散热风扇 本机前级功率管和 H 桥的功率管都用风扇散热（安装方法下面再详述），这是一种小型仪表风扇，比电脑上的 CPU 风扇还要小一点，实验证明，在 600W 输出的情况下，H 桥的 4 个功率管散热不成问题，但前级的二个功率管好象散热不够一点，如果有可能，最好用大一点的风扇。 这风扇也是在淘宝网上买的，但现在这家店中好象没有了，只能用其它差不多

15、的风扇代替了 三、安装与调试：三、安装与调试： 本机的安装调试并不复杂，但安装前必须做到二点： 1.所有元器件必须是好的，器件的耐压和工作电流一定要够，尽可能用新器件，有条件的话装前对元器件作一番测试。 2.PCB 质量一定要好，装前最好仔细地检查一下，有没有铜箔毛刺引起的短路等。 下面我讲一讲各板子的安装过程要注意的事项： 1.功率主板：功率主板： 功率主板的安装，因为都是一些大器件，所以安装是比较方便的。 大功率管的安装：先把大功率管的脚弯成如下图所示的样子，然后把管子金属面朝上，将管脚插入焊接孔，在功率管的金属面上涂一点导热硅脂，再覆盖一层矽胶片做绝缘。再把散热器盖上，从 PCB 下面升

16、上来一个 M3 的螺丝，拧在散热器，并拧紧，这样，散热器就紧紧压在大功率管上了，再在反面把管脚焊好。这种装法，主要是更换功率管比较方便。 板子装完后，接入 12V 直流电，见上图，按一下 S1 开关，驱动板就开始工作了，测一下工作电流，一般应该在 40MA 左右，将示波器探头接到图中 PWM 输出处，应该看到二路互为相反的 PWM 波输出，频率在 28K 左右，幅度为 12V。因为这块板子，当初我画的时候，是和我的 1000W 机通用的，所以，插针处有二对输出，但在 600W 机中只用了左边的一对。 3. SPWM 驱动板驱动板 SPWM 驱动板，因为元器件较多，所以，安装时一定要细心，元器件不能有问题，也不能装错。特别是板上的高速隔离光藕 TLP250，买时一定要注意质量，现在淘宝上的价格很乱，我曾经买到很便宜的，全新的才 2.8 元一个，结果发现是打磨后重新印字的假货。一般我认为，全新东芝原装的，价格应该在 5-6 元的才是真的。 装好板子后，按下图接上 12V 电源，总电流应该在 120-130MA 左右。 测 C22 二端应该在 19V 左右，C23 二端为 15V