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【逆变原创】12V500W逆变器设计和SPWM程序分享讨论

乘原创大赛的机会,我也来赶个巧,接触逆变器不久,主要得益于电源网逆变板块版主大侠们的精华牛帖,在此就不一一谢了,这次我来分享一个12V500W的正弦波逆变器,然后主要讨论一下双极性SPWM程序的设计(介绍查表法,主要是好理解),最后给大家分享我自己刚写的SPWM程序,频率可以调节,输出频率在10-200Hz可以调节(稳压算法暂时没写)这个帖子我将尽快抽时间写完。大家顶贴,楼层越高惊喜越多哦!

帖子安排:1.原理图分析

                  2.实物调试

                  3.程序分享讨论

申明:本帖子主要是一个逆变新手分享自己的学习成果和体会,很多东西都不成熟,还望大神们勿喷。谢谢!

          本人目前系学生,有什么不合理的地方请大家批评指出,本人虚心接受。


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zwcyqxzcx
LV.6
2
2015-09-03 16:39

主电路设计采用了3对 IRF3205,当然国产的RU6099、HY1906也绝对是效果杠杠的,性价比高,本人都用它们做过BUCK电路。

变压器EE42卧式磁芯,出500W没有问题了,原边3T+3T,副边90T,副边辅助绕组分别为3T,4T。后级整流管用的RHRP8120

正好有现成的

另外,发现好多人不会功率器件的选型,分享一篇论坛版主XZSZRS版主的资料,纯干货:

逆变电源中功率器件的选型.pdf

很不错的东西,看了他以后你就不用愁逆变的功率器件怎么选型了,后面讲SPWM程序设

计的时候,还会给大家分享这位版主关于逆变电源SPWM调制的资料,大家也可以自己在

论坛上找找。

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zwcyqxzcx
LV.6
3
2015-09-03 16:45

前级驱动,我就不多说了,SG3525论坛上电路一大把,后面用了三极管图腾放大推拉电流,当然也可以使用TC4427/TC4428之类的驱动芯片

驱动电流大,速度也快,开关损耗小,当然成本是相当高的,此处用三极管搓搓有余,毕竟IRF3205/RU6099/HY1906这些管子都特别好推动

前级驱动电路如下

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zwcyqxzcx
LV.6
4
2015-09-03 16:51

然后就是后级驱动啦!用了三种方案:

1.用的屹晶微电子的EG8010成品驱动板 EG8010 驱动板(闭锁).pdf

2.PIC单片机的后级驱动板  后级驱动

3.STC15W4K58S4单片机的驱动板(用最小系统搭的,正在调试闭环,变频)

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zwcyqxzcx
LV.6
5
2015-09-03 16:56
没人来顶帖子,没有写下去的动力了,我先准备一下硬件与仪器,准备调试,然后上波形。
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黑夜11
LV.5
6
2015-09-03 22:08
@zwcyqxzcx
然后就是后级驱动啦!用了三种方案:1.用的屹晶微电子的EG8010成品驱动板 EG8010驱动板(闭锁).pdf2.PIC单片机的后级驱动板 后级驱动3.STC15W4K58S4单片机的驱动板(用最小系统搭的,正在调试闭环,变频)
,主要来看你算法的,搞了半天用8010了
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zwcyqxzcx
LV.6
7
2015-09-04 09:43
@黑夜11
[图片],主要来看你算法的,搞了半天用8010了
接下来后面会写的
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Chash
LV.3
8
2015-09-04 10:26
@zwcyqxzcx
没人来顶帖子,没有写下去的动力了,我先准备一下硬件与仪器,准备调试,然后上波形。
期待楼主继续更新!学习!
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Chash
LV.3
9
2015-09-04 10:27
@zwcyqxzcx
然后就是后级驱动啦!用了三种方案:1.用的屹晶微电子的EG8010成品驱动板 EG8010驱动板(闭锁).pdf2.PIC单片机的后级驱动板 后级驱动3.STC15W4K58S4单片机的驱动板(用最小系统搭的,正在调试闭环,变频)
楼主不是用单片机的吗?
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WenQunElec
LV.3
10
2015-09-04 10:30
@zwcyqxzcx
没人来顶帖子,没有写下去的动力了,我先准备一下硬件与仪器,准备调试,然后上波形。
楼主继续,上波形,程序哦~~~
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WenQunElec
LV.3
11
2015-09-04 10:33
@黑夜11
[图片],主要来看你算法的,搞了半天用8010了
楼主说查表法,应该不麻烦吧,重点是怎么变频吧,希望楼主分享一下。
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zwcyqxzcx
LV.6
12
2015-09-04 10:59
@WenQunElec
楼主说查表法,应该不麻烦吧,重点是怎么变频吧,希望楼主分享一下。

对查表法,双极性SPWM,变频其实简单,我用的STC15单片机,内置6路15位硬件PWM,他们共用一个计数器,这就为灵活的设置死区带来了

方便,同时如果单纯的变频率50Hz和60Hz,用最愚蠢的方法就是取两组数组分别对应这者两个不同频率,通过按键进行切换,另外就是通过单

片机自己计算出对应频率所需要的数组,通过键盘输入所需要的频率,范围有一定限制,这里面就有一个计算关系,它与单片机的工作频率,正

弦表的最大值等有关,当然首先是要熟悉STC14W4K的PWM工作机制。

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zwcyqxzcx
LV.6
13
2015-09-04 11:15
@WenQunElec
楼主继续,上波形,程序哦~~~[图片]

MOS管D级波形图:

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zwcyqxzcx
LV.6
14
2015-09-04 11:18
@WenQunElec
楼主继续,上波形,程序哦~~~[图片]

输出电压:

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zwcyqxzcx
LV.6
15
2015-09-04 11:21
@WenQunElec
楼主继续,上波形,程序哦~~~[图片]

输出波形:

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zwcyqxzcx
LV.6
16
2015-09-04 11:22
@zwcyqxzcx
输出波形:[图片][图片]

下面开始讨论后级SPWM

先说说原理吧(借鉴一下XZSZRS大师的PPT):

我后面用STC写的代码,就和上面的波形一样,四个管子都工作在高频开关状态。当然可以根据需要自己改。

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zwcyqxzcx
LV.6
17
2015-09-04 11:29
@Chash
楼主不是用单片机的吗?
EG8010有,单片机也有的。
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zwcyqxzcx
LV.6
18
2015-09-04 11:50
@zwcyqxzcx
前级驱动,我就不多说了,SG3525论坛上电路一大把,后面用了三极管图腾放大推拉电流,当然也可以使用TC4427/TC4428之类的驱动芯片驱动电流大,速度也快,开关损耗小,当然成本是相当高的,此处用三极管搓搓有余,毕竟IRF3205/RU6099/HY1906这些管子都特别好推动前级驱动电路如下[图片]

H桥,功率管460,现成的

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2015-09-04 16:58
@zwcyqxzcx
下面开始讨论后级SPWM先说说原理吧(借鉴一下XZSZRS大师的PPT):[图片][图片]我后面用STC写的代码,就和上面的波形一样,四个管子都工作在高频开关状态。当然可以根据需要自己改。
期待楼主更新!!!
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zwcyqxzcx
LV.6
20
2015-09-04 17:00
@zhousisiwuqing
期待楼主更新!!!

马上开始更新啦~ 这个是程序源代码(不带闭环,两路双极性SPWM输出,可以变频20-80Hz)

SPWM(20-80Hz变频非闭环).rar  调试时用RC低通滤波器(10K电阻104电容)可以将双极性SPWM滤成正

弦信号,频率也是相应设置的频率,这就方便了我们调试,不必非要上H桥试机,如果是单极性的,1路SPWM

滤波后就是半波。

接下来贴出的代码是双极性SPWM,我同学写的,主要是PWM初始化和中断函数。

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Chash
LV.3
21
2015-09-04 17:04
@zwcyqxzcx
MOS管D级波形图:[图片][图片][图片]
带了多大的负载?
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zwcyqxzcx
LV.6
22
2015-09-04 21:41
@Chash
带了多大的负载?
半载,只有12V20AH的电瓶。没有更大的了。
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zwcyqxzcx
LV.6
23
2015-09-04 21:47
@zwcyqxzcx
马上开始更新啦~这个是程序源代码(不带闭环,两路双极性SPWM输出,可以变频20-80Hz)SPWM(20-80Hz变频非闭环).rar 调试时用RC低通滤波器(10K电阻104电容)可以将双极性SPWM滤成正弦信号,频率也是相应设置的频率,这就方便了我们调试,不必非要上H桥试机,如果是单极性的,1路SPWM滤波后就是半波。接下来贴出的代码是双极性SPWM,我同学写的,主要是PWM初始化和中断函数。

为了方便阅读,我添加了详尽的注释,其实就是看手册配置寄存器。

上面是PWM的一些基本配置,变频,中断,都会调用它的。是最关键的一个函数。

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zwcyqxzcx
LV.6
24
2015-09-04 21:49
@zwcyqxzcx
为了方便阅读,我添加了详尽的注释,其实就是看手册配置寄存器。[图片][图片]上面是PWM的一些基本配置,变频,中断,都会调用它的。是最关键的一个函数。

下面是比较关键的中断控制,靠它装载正弦表。

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zwcyqxzcx
LV.6
25
2015-09-04 21:52
@zwcyqxzcx
下面是比较关键的中断控制,靠它装载正弦表。[图片]

这是源文件:这个提高了载频(20KHz),优化了计算量,可以变频到200Hz,大家也可以试着把它优化到400Hz去,开环的,我之前做的BOOST前级,在前级闭环的。后级就开环了。

到此,STC单片机输出SPWM最关键的两个函数已经全部贴上。接下来稳压什么的我也在调试当中,需要的可以自己调试,AD采样,PI闭环。大家一起讨论。

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WenQunElec
LV.3
26
2015-09-04 22:13
@zwcyqxzcx
对查表法,双极性SPWM,变频其实简单,我用的STC15单片机,内置6路15位硬件PWM,他们共用一个计数器,这就为灵活的设置死区带来了方便,同时如果单纯的变频率50Hz和60Hz,用最愚蠢的方法就是取两组数组分别对应这者两个不同频率,通过按键进行切换,另外就是通过单片机自己计算出对应频率所需要的数组,通过键盘输入所需要的频率,范围有一定限制,这里面就有一个计算关系,它与单片机的工作频率,正弦表的最大值等有关,当然首先是要熟悉STC14W4K的PWM工作机制。

我用STC12写过SPWM,没有设置死去,程序执行的延时自己就有死区,我的单极性的RC滤波后是半波,看来还是15系列单片机好用。那么多PWM,精度也高。

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zwcyqxzcx
LV.6
27
2015-09-04 22:16
@WenQunElec
我用STC12写过SPWM,没有设置死去,程序执行的延时自己就有死区,我的单极性的RC滤波后是半波,看来还是15系列单片机好用。那么多PWM,精度也高。

嗯,STC12要用定时器,麻烦,直接STC15W4K(注意要是STC15W4K系列),很方便的,而且速度最高可以跑到30多M了,有人用它作四轴飞行器。

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zwcyqxzcx
LV.6
28
2015-09-05 10:58
@zwcyqxzcx
这是源文件:[图片]这个提高了载频(20KHz),优化了计算量,可以变频到200Hz,大家也可以试着把它优化到400Hz去,开环的,我之前做的BOOST前级,在前级闭环的。后级就开环了。到此,STC单片机输出SPWM最关键的两个函数已经全部贴上。接下来稳压什么的我也在调试当中,需要的可以自己调试,AD采样,PI闭环。大家一起讨论。
大赛到今天结束了么,我的帖子好像都没人知道的样子~桑心
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2015-09-05 11:13
@zwcyqxzcx
大赛到今天结束了么,我的帖子好像都没人知道的样子~桑心

不错!我顶你,我觉得大赛可以结束,但是学习和分享技术是我们永远的追求。

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zwcyqxzcx
LV.6
30
2015-09-05 14:34
@xzszrs
不错!我顶你,我觉得大赛可以结束,但是学习和分享技术是我们永远的追求。

来这个论坛快一年了,那时候学校比赛找逆变资料发现这个论坛,纵观本坛,版主无论是为人还是技术都是我今后一段时间内学习的典范!没有阿谀奉承之意。

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2015-09-05 14:56
@zwcyqxzcx
来这个论坛快一年了,那时候学校比赛找逆变资料发现这个论坛,纵观本坛,版主无论是为人还是技术都是我今后很长一段时间内学习的典范!没有阿谀奉承之意。

强烈支持!

这个帖子含金量很高啊!楼主还没有出学校,就有这般能力,看起来是栋梁之才!

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