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基于单颗EE55的48V3000W逆变一体机

最近在帮朋友做一款航空级的逆变器,各种要求都比较高,不管是对前级的升压还是对后级的驱动,都是目前市场上常规逆变器无法满足的。

于是收集了各种架构的逆变器来做了一些全面的测试,基于FPGA、DSP、MCU、硬件甚至纯硬件的各种逆变器都做了一系列的研究。

在这里,首先得感谢寿老师(萧山老寿)、2位张工(lizlk宛东饺子)、钟工(xzszrs)的大力支持,还得感谢群里的朋友支持。


其中,张工(lizlk)版主的48V3000W在控制上大胆创新,用DSP数字控制实现了超模拟控制更稳定的环路和性能。

不敢独食,逐步分享给大家。


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javike
LV.12
2
2017-04-27 14:28

目前已经做完了常规的阻性负载测试。

大致说一下功能:

48V3000W的常规规格,带MPPT太阳能充电,带UPS市电切换,而且可以设置逆变和市电优先,同时具备外部通讯。

当然,我所研究的重点是在逆变部分。


那么说说逆变先

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javike
LV.12
3
2017-04-27 15:16
@javike
目前已经做完了常规的阻性负载测试。大致说一下功能:48V3000W的常规规格,带MPPT太阳能充电,带UPS市电切换,而且可以设置逆变和市电优先,同时具备外部通讯。当然,我所研究的重点是在逆变部分。那么说说逆变先


张工给到我的是工程机,所以很多限制都是开放式的。

图上是已经做过调整了的目前的状态。

主要是更换了原来330UF/450V的母线电解电容为560UF和220UF并联。

同时更换了变压器,在原来的基础上增加了线径和匝数,同时磁芯更换为美磁的磁芯了。

母线到H桥的保险丝直接拿掉了,从底下接了根铜线夹电流探头测量电流。

输入端在张工的成品里是有在端子上并接电容的,所以这里我也接了一颗思碧的3900UF/60V的电解电容。

前级的功率管换上后羿的HY065N15P

其他的基本没有改动。

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javike
LV.12
4
2017-04-27 15:27
@javike
[图片]张工给到我的是工程机,所以很多限制都是开放式的。图上是已经做过调整了的目前的状态。主要是更换了原来330UF/450V的母线电解电容为560UF和220UF并联。同时更换了变压器,在原来的基础上增加了线径和匝数,同时磁芯更换为美磁的磁芯了。母线到H桥的保险丝直接拿掉了,从底下接了根铜线夹电流探头测量电流。输入端在张工的成品里是有在端子上并接电容的,所以这里我也接了一颗思碧的3900UF/60V的电解电容。前级的功率管换上后羿的HY065N15P其他的基本没有改动。

图中:

右下角是前级散热器


这是已经换上后羿HY065N15P的管子了,8颗,2400W带起来效果杠杠的。


之前的前级管子为IRFB38N20,已经在测试最大功率时炸掉了,而且功率才测到2200W就炸了。


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javike
LV.12
5
2017-04-27 15:34
@javike
图中:右下角是前级散热器[图片]这是已经换上后羿HY065N15P的管子了,8颗,2400W带起来效果杠杠的。之前的前级管子为IRFB38N20,已经在测试最大功率时炸掉了,而且功率才测到2200W就炸了。[图片]

上面大散热器是MPPT的管子和高压整流以及H桥的管子。



H桥采用的40A的IGBT

不知道后面的整流性负载下会不会炸管,峰值电流可能超过60A的节奏。

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javike
LV.12
6
2017-04-27 15:38
@javike
上面大散热器是MPPT的管子和高压整流以及H桥的管子。[图片][图片]H桥采用的40A的IGBT不知道后面的整流性负载下会不会炸管,峰值电流可能超过60A的节奏。[图片]

再看看控制板:

控制板上比较简洁,一颗DSP搞定前级、后级和MPPT。

另外2颗运放做各种电压、电流、锁相检测,

还有1颗门电路做缓冲

最左边的是一款3845做的辅助电源。

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jiame2006
LV.7
7
2017-04-27 16:00
不错,看起来很高大上的样子,能深入学习吗?
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erjian
LV.3
8
2017-04-27 16:08
@javike
再看看控制板:[图片]控制板上比较简洁,一颗DSP搞定前级、后级和MPPT。另外2颗运放做各种电压、电流、锁相检测,还有1颗门电路做缓冲最左边的是一款3845做的辅助电源。
端张板凳,坐着看
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javike
LV.12
9
2017-04-27 16:08
@jiame2006
不错,看起来很高大上的样子,能深入学习吗?

保持关注,有空慢慢更新,各种BT的测试数据都会有的。各种控制波形都会全记录的。

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jie0012
LV.1
10
2017-04-27 17:03
@javike
保持关注,有空慢慢更新,各种BT的测试数据都会有的。各种控制波形都会全记录的。[图片]
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tianyao9393
LV.5
11
2017-04-27 17:17
@javike
保持关注,有空慢慢更新,各种BT的测试数据都会有的。各种控制波形都会全记录的。[图片]

IRFB38N20   按照48V  如果4个管子的量,推挽,4个管子就是600W-800W功率合适范围,以此类推          再加大功率长时间煲,管子就受不了了。   图中2*800W=1600W可以让机器长时间(保守)

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tianyao9393
LV.5
12
2017-04-27 17:30
@javike
保持关注,有空慢慢更新,各种BT的测试数据都会有的。各种控制波形都会全记录的。[图片]
应该用电池去试,带最大的负载,让电池来回放电与上升下降,这条件也是合适客户的使用环境,
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2017-04-27 18:25
@javike
[图片]张工给到我的是工程机,所以很多限制都是开放式的。图上是已经做过调整了的目前的状态。主要是更换了原来330UF/450V的母线电解电容为560UF和220UF并联。同时更换了变压器,在原来的基础上增加了线径和匝数,同时磁芯更换为美磁的磁芯了。母线到H桥的保险丝直接拿掉了,从底下接了根铜线夹电流探头测量电流。输入端在张工的成品里是有在端子上并接电容的,所以这里我也接了一颗思碧的3900UF/60V的电解电容。前级的功率管换上后羿的HY065N15P其他的基本没有改动。
钟工家的065N15的管子比较牛,我很喜欢!
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2017-04-27 18:26
@javike
保持关注,有空慢慢更新,各种BT的测试数据都会有的。各种控制波形都会全记录的。[图片]
可惜论坛放不了视频,你搞那么多视频,都浪费了啊,就群里的兄弟们饱了眼福。
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2017-04-27 18:27
@tianyao9393
应该用电池去试,带最大的负载,让电池来回放电与上升下降,这条件也是合适客户的使用环境,
他就是电池并电源。
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javike
LV.12
16
2017-04-27 20:14
@lizlk
可惜论坛放不了视频,你搞那么多视频,都浪费了啊,就群里的兄弟们饱了眼福。[图片]

帖子里可以发小视频,但大的应该不行。

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javike
LV.12
17
2017-04-27 20:15
@tianyao9393
应该用电池去试,带最大的负载,让电池来回放电与上升下降,这条件也是合适客户的使用环境,
这些都是基本的测试,还得负载也动起来
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2017-04-27 20:22
@javike
帖子里可以发小视频,但大的应该不行。
视频文件确实很大,建议压缩一下。
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2017-04-27 21:07
貌似没来晚!期待继续更新!!
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dobetter
LV.7
20
2017-04-27 22:30
过来顶顶哈
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2017-04-28 09:28
支持一下,,
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2017-04-28 21:40
@lizlk
可惜论坛放不了视频,你搞那么多视频,都浪费了啊,就群里的兄弟们饱了眼福。[图片]
什么群?
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javike
LV.12
23
2017-04-29 00:09
@javike
再看看控制板:[图片]控制板上比较简洁,一颗DSP搞定前级、后级和MPPT。另外2颗运放做各种电压、电流、锁相检测,还有1颗门电路做缓冲最左边的是一款3845做的辅助电源。

继续。。。

先看看未修改前的测试情况:

说明一下:

1. 横河DLM2022示波器监测输出电压Vout和电流Iout波形

2. 鼎阳SDS2304X检测后级H桥的下管VGS和VDS电压波形

3. 是德MSOX3104T监测前级推挽的VGS和VDS电压波形

4. 是德DSOX1102G监测输入电压Vin和电流Iin波形

5. 3台菊水PCZ1000A 1000W交流电子负载并机带载

6. 安捷伦AG34401A 6.5位万用表监测输出交流电压

7. 吉时利K2700 6.5位采集仪采用外置0.5级四线功率电阻通过MX+B功能监测输出交流电流

8. 惠普HP34401A 6.5位万用表监测输入直流电压

9. 吉时利K2000 6.5位万用表采用外置300A分流器通过MX+B功能监测输入直流电流

10. 艾德克斯IT6952A直流电源给48V风扇供电位逆变器散热

11. 地板上4块双登12V150Ah铅酸电池串联为逆变器供电

12. 青智8713B1功率计监测输出电压、电流、功率、功率因数。


其中,电子负载、万用表均连接上位机进行实时控制和监测。


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javike
LV.12
24
2017-04-29 00:16
@javike
继续。。。先看看未修改前的测试情况:[图片]说明一下:1.横河DLM2022示波器监测输出电压Vout和电流Iout波形2.鼎阳SDS2304X检测后级H桥的下管VGS和VDS电压波形3.是德MSOX3104T监测前级推挽的VGS和VDS电压波形4.是德DSOX1102G监测输入电压Vin和电流Iin波形5.3台菊水PCZ1000A1000W交流电子负载并机带载6.安捷伦AG34401A6.5位万用表监测输出交流电压7.吉时利K27006.5位采集仪采用外置0.5级四线功率电阻通过MX+B功能监测输出交流电流8.惠普HP34401A6.5位万用表监测输入直流电压9.吉时利K20006.5位万用表采用外置300A分流器通过MX+B功能监测输入直流电流10.艾德克斯IT6952A直流电源给48V风扇供电位逆变器散热11.地板上4块双登12V150Ah铅酸电池串联为逆变器供电12.青智8713B1功率计监测输出电压、电流、功率、功率因数。其中,电子负载、万用表均连接上位机进行实时控制和监测。

由于直接带载到3000W,逆变器保护了

经过降低负载,在2200W左右时恢复正常工作。

上位机设置带载动作

这里设置的是动作步骤如下:

1. 开机30秒后开始带载

2. 每秒1W,从0递增到2200W

3. 在2200W转换为空载,再转为满载2200W

4. 开始按约每秒1W递减到空载

5. 如此循环。。。。

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javike
LV.12
25
2017-04-29 00:16
@javike
由于直接带载到3000W,逆变器保护了经过降低负载,在2200W左右时恢复正常工作。上位机设置带载动作这里设置的是动作步骤如下:1.开机30秒后开始带载2.每秒1W,从0递增到2200W3.在2200W转换为空载,再转为满载2200W4.开始按约每秒1W递减到空载5.如此循环。。。。

这是直接切换带载到2200W的状态

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javike
LV.12
26
2017-04-29 00:20
@javike
[图片]这是直接切换带载到2200W的状态

由于电子负载在不断的递增,所以拍摄时时间有延迟,数值也在不断变化


功率计的参数


电子负载的状态


电子负载设置的是并联模式,最下面那台为主机,上面2台为从机,所以显示都在主机上


输入波形


输出波形


H桥的波形

已经能看出差不多跑满了


前级推挽的波形




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javike
LV.12
27
2017-04-29 00:23
@javike
由于电子负载在不断的递增,所以拍摄时时间有延迟,数值也在不断变化[图片]功率计的参数[图片]电子负载的状态[图片]电子负载设置的是并联模式,最下面那台为主机,上面2台为从机,所以显示都在主机上[图片]输入波形[图片]输出波形[图片]H桥的波形已经能看出差不多跑满了[图片]前级推挽的波形

再看看万用表监测到的数据

注:右下角为电子负载的曲线

1个循环下来,看起来还不错哦


3个循环下来


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2017-04-29 09:50
@javike
再看看万用表监测到的数据[图片]注:右下角为电子负载的曲线1个循环下来,看起来还不错哦[图片]3个循环下来
仪器牛逼!
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qiao520
LV.3
29
2017-04-29 17:21
@逆器电源
支持一下,,[图片]
牛X!!!
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skchen
LV.3
30
2017-04-29 21:57
好东西,后羿的mos太能扛了,8颗2400W 啊!厉害
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Mr_刘
LV.3
31
2017-04-29 22:29
厉害的呢,持续关注。。
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