对逆变技术一直很感兴趣,一直想正儿八经的做一个功率比较大的逆变器,但是总是被这样或那样的事儿给耽搁了,现在准备动手来实现一下。
暂定的构想:
输入电压:48V。
输入欠压:42V
输入过压:60V
输出电压:220V/50Hz
输出功率:5KVA,预计整机效率>0.9
保护方面就一些常规的保护功能,比如过温保护、短路保护,过载保护等等。
前级方案准备用全桥,因为是48V电池,满电的时候大概会有55V以上的电压,如果用推挽的话就需要选择150V以上的MOS管了,全桥的话使用80V或者100V的MOS管都是可以的,这样可选的型号也多了,缺点就是驱动设计比较麻烦。现在准备用HY4008或者HY3810,这两个都是常用的MOS管。
升压变压器准备用4个PQ5050的磁芯来搞定,粗略的算了一下,假定逆变部分效率95%,阻性负载足功率输出5000W的时候,前级需要输出5263W的功率,平均到每个变压器差不多1315W的功率,算上点儿效率,一个PQ5050出1400W的功率,变压器的功率余量应该还挺多的。
变压器的连接方式准备采用原边并联次级串联的方式,打算分别用四个H桥带四个变压器原边,这样的话每个 MOS都是均流的,不用担心某一颗MOS电流过大导致炸鸡。电流方面,在最低电压42V下,以0.9的整机效率计算,5000W输出时前级平均电流132A,一个H桥模块输入平均电流33A,电流不算特别大,变压器也好绕线。
关于前级闭环方面,现在一直在考虑是做开环的准谐振还是做全闭环,开环准谐振的好处就是前级MOS开关损耗小,次级二极管没有尖峰,控制也方便。全闭环的话母线电压可以做到很稳定,输入的纹波电流也不会有开环的那么大,但是次级尖峰处理起来比较麻烦。由于这个是自己做着玩儿的,所以也不需要啥指标,前级的话暂定使用开环谐振的方案,省事儿。
后级逆变就很简单了,一个经典的全桥逆变电路搞定,功率管打算用4颗650V的IGBT,型号YGW50N65F1,4颗理论上输出5KW的功率是够了的,输出电感准备用两个,一个桥臂一个,每个电感量500~600uH,两个串联起来就是1mH了,电感打算自己用铁硅铝磁环绕制,成品价格小贵,基本都在30~50一个,输出滤波电容用一个350V10uF的电容,然后再用一个互感器采集输出电流,后级基本就这样。
前级升压的驱动发波有两种方式,一种是使用可以堆成输出两路PWM的电源芯片,最经典的就是3525或者494了,国产的估计也是一大把,使用电源芯片发波主要是方便,电路焊接好了后就可以调试了,另外一种就是使用单片机来发波,单片机发波频率占空比修改都很方便,而且稳定度和精度都很高。现目前打算用一个单片机来搞定前级发波,选型暂定使用STC8H1K08,这个单片机自带8路PWM还有9路ADC,可以做很多功能了。
后级的SPWM芯片准备使用大家十分熟悉的APR9029,这个芯片老寿师傅在他的逆变实训营里用过,看起来确实不错,功能完善,引脚也少。
辅助电源方面,肯定还是经典的反激走起,辅助供电考虑只输出一组12V给前级,后级的驱动采用驱动小板的方式,驱动小板自带隔离供电变压器和驱动光耦,虽然成本会比自举驱动高很多,但是胜在安全,反正也是给自己做,不考虑增加的那几块钱成本~哈哈哈哈。具体的驱动芯片还在查找当中,要么一个集成的电源芯片搞定,要么一个PWM芯片+MOS搞定,个人更倾向于用集成电源芯片,毕竟省事儿。
差不多初期方案就这样,都是一些常用的线路和器件,所以做起来应该没啥大坑~~~,争取明天功率部分的原理图画完,哈哈哈~