一款600W正弦波逆變器設(shè)計制作的全流程(一)

正弦波逆變器是我們業(yè)界常用的逆變器產(chǎn)品，如何設(shè)計制作一臺實用性強、價廉物美的正弦波逆變器，一直是廣大電子產(chǎn)品愛好者所關(guān)注的。最近，筆者花了近一個月的時間，制作了這臺600W的正弦波逆變器，下面簡單介紹下設(shè)計制作的全過程。

該600W的正弦波逆變器的主要特點：

　　SPWM的驅(qū)動核心采用了單片機SPWM芯片，TDS2285,所以，SPWM驅(qū)動部分相對純硬件來講，比較簡單，制作完成后要調(diào)試的東西很少，所以比較容易成功。

　　所有的PCB全部采用了單面板，便于制作，因為很多愛好者都會自已做單面的PCB,有的用感光法，有點用熱轉(zhuǎn)印法等，這樣就不用麻煩PCB廠家，自已在家里就可以做出來，當(dāng)然，主要的目的是省錢。

　　該機所有的元件及材料都可以在淘寶網(wǎng)上買到。如果PCB沒有做錯，如果元器件沒有問題，如果你對逆變器有一定的基礎(chǔ)，包你制作成功，當(dāng)然，里面有很多東西要自已動手做的，可以盡享自已動手的樂趣。

　　功率只有600W,一般說來，功率小點容易成功，既可以做實驗也有一定的實用性。

　　下面是樣機的照片和工作波形：

　　一、600W正弦波逆變器電路原理：

　　該逆變器分為四大部分，每一部分做一塊PCB板。分別是“功率主板”、“SPWM驅(qū)動板”、“DC-DC驅(qū)動板”、“保護板”。

　　1.功率主板：

　　功率主板包括了DC-DC推挽升壓和H橋逆變兩大部分。

　　該機的BT電壓為12V,滿功率時，前級工作電流可以達到55A以上，DC-DC升壓部分用了一對190N08,這種247封裝的牛管，只要散熱做到位，一對就可以輸出600W,也可以用IRFP2907Z,輸出能力差不多，價格也差不多。主變壓器用了EE55的磁芯，其實，就600W而言，用EE42也足夠了，我是為了繞制方便，加上EE55是現(xiàn)存有的，就用了EE55.關(guān)于主變壓器的繞制，下面再詳細介紹。前級推挽部分的供電采用對稱平衡方式，這樣做有二個好處，一是可以保證大電流時的二個功率管工作狀態(tài)的對稱性，保證不會出現(xiàn)單邊發(fā)熱現(xiàn)象；二是可以減少PCB反面堆錫層的電流密度，當(dāng)然，也可以大大減小因為電流不平衡引起的干擾。高壓整流快速二極管，用的是TO220封裝的RHRP8120,這種管子可靠性很好，我用的是二手管，才1元錢一個。高壓濾波電容是470uf/450V的，在可能的情況下，盡可能用的容量大一些，對改善高壓部分的負載特性和減少干擾都有好處。

　　H橋部分用的是4個IRFP460,耐壓500V,最大電流20A,也可以用性能差不多的管子代替，用內(nèi)阻小的管子可以提高整機的逆變效率。H橋部分的電路采用的常規(guī)電路。

　　下面是功率主板的PCB截圖，長寬為200X150MM，因為這部分的電路比較簡單，所以，我沒有畫原理圖，而是直接畫了PCB圖。

　　2. SPWM驅(qū)動板

　　和我的1KW機器一樣，SPWM的核心部分采用了張工的TDS2285單片機芯片。關(guān)于該芯片的詳細介紹，可以看我以前的貼子：http://bbs.dianyuan.com/topic/563779,這里不詳說了。U3,U4組成時序和死區(qū)電路，末級輸出用了4個250光藕，H橋的二個上管用了自舉式供電方式，這樣做的目的是簡化電路，可以不用隔離電源。

　　因為BT電壓會在10-15V之間變化，為了可靠驅(qū)動H橋，光藕250的圖騰輸出級工作電壓一定要在12-15之間，不能低于12V,否則可能使H橋功率管觸發(fā)失敗。所以，這里用了一個MC34063（U9），把BT電壓升至15V（該升壓電路由鐘工提供），實驗證明，這方式十分有效。

　　整個SPWM驅(qū)動板，通過J1,J2插口和功率板接通，各插針說明如下：

　　J2:

　　2P-4P; 7P-9P; 13P-15P; 18P-20P 分別為H橋4個功率管的驅(qū)動引腳。

　　23P-24P為交流穩(wěn)壓取樣電壓的輸入端。

　　J1:

　　1P為2285輸出至前級3525第10P的保護信號連接端，一旦保護電路啟動，2285的12P輸出高電平，通過該接口插針到前級3525的10P,關(guān)閉前級輸出。

6P-7P-8P為地GND.

　　9P接保護電路的輸出端，用于關(guān)閉后級SPWM輸出。

　　10P-11P接BT電源。

　　下面是SPWM驅(qū)動板的電原理圖和PCB截圖：

　　SPWM驅(qū)動板原理圖 :

　　3.DC-DC驅(qū)動板

　　DC-DC升壓驅(qū)動板，采用的是很常見的線路，用一片SG3525實現(xiàn)PWM的輸出，后級用二組圖騰輸出，經(jīng)實驗，如果用一對190N08,圖騰部分可以省略，直接用3525驅(qū)動就夠了。因為這DC-DC驅(qū)動板，和我的1000W機上的接口是通用的，所以有雙組輸出，該機上只用了一組。板上有二個小按鈕開關(guān)，S1,S2,S1是開機的，S2是關(guān)機的，可以控制逆變器的啟動和停機。

　　這驅(qū)動板，是用J3,J4接口和功率板相連的，其中J3的第1P為限壓反饋輸入端。

　　下面是DC-DC升壓驅(qū)動電路圖和PCB截圖：

　　DC-DC驅(qū)動板原理圖：

　　4.保護板

　　我這次沒有做保護板，有如下原因：首先是沒有保護板該機也可以工作，加上這段時間比較忙，所以，保護板就拉下了；其次是：我這次公布的功率主板，是后來經(jīng)修正過的，保護板上的接口也做了改動，而我的樣機用的是沒有修正過的PCB板，即便是做了保護板，也插不上去。我倒是希望有朋友如果用我的PCB文檔去廠家打樣，不要忘記，多給我打一套，寄給我，我就可以根據(jù)新的功率主板來畫保護板了。