1200W正弦波逆變器圖解分析
出處:hugoliang 發(fā)布于:2011-08-27 11:46:21
正弦波逆變器原理圖,有方波的輸出和正弦波輸出的區(qū)別.方波輸出的逆變器效率高,但對于都是為正弦波電源設(shè)計(jì)的電器來說,使用總是不放心,雖然可以試用于許多電器,但部分電器就不適用,或用起來電器的指標(biāo)會變化.正弦波輸出的逆變器就沒有這方面的缺點(diǎn),卻存在效率低的缺點(diǎn).為此設(shè)計(jì)了一款高效率正弦波逆變器。
我們知道在許多逆變的場合中,都是低壓DC直流電源要變成高壓AC電源,所以中間是需要升壓才能完成這一變化,我們此次討論的依然是采用高頻的方式來做逆變,采用高頻的方式相對于工頻方式來做有許多優(yōu)點(diǎn):高轉(zhuǎn)換效率,極低的空載電流,重量輕,體積小等。也許有人會說工頻的皮實(shí),耐沖擊,對于這一點(diǎn)我也非常認(rèn)同,不過需要指出的是,高頻的做的好,一點(diǎn)也不會輸于工頻的,這一點(diǎn),已經(jīng)通過我們公司的產(chǎn)品和TDS2285的出貨情況得到了肯定。所以, 以下就讓大家看看TDS2285芯片在該系統(tǒng)中表現(xiàn)吧!
DC-DC升壓部分:
此次設(shè)計(jì)是采用DC24V輸入,為了要保證輸出AC220,在此環(huán)節(jié)中,DC-DC升壓部分至少需要將DC24V升壓到220VAC*1.414=DC311V,這樣在311V 的基礎(chǔ)上才能有穩(wěn)定的AC220V出來,為了能達(dá)到這一目地,我們采用非常熟悉的推挽電路TOP來做該DC-DC變換,電路圖如下:

該電路圖中,GR,GL是兩路推挽PWM信號,分別驅(qū)動由2個(gè)RU190N08并聯(lián)的大電流MOSFET。變壓器采用EE55,二極管為RHRP1520,實(shí)際可以用RHRP860就可以了,我是正好沒有860了,所以才用15120。設(shè)置輸出的空載高壓為380V,這樣,變壓器就可以用3+3:49T這樣來繞制了,具體繞法請搜索論壇里的老帖,有很多都非常詳細(xì)。
到此,有了DC380V了,還怕不能出來AC220嗎?
下面開始講DC-AC部分,在這部分,電路也是非常簡單,請看下面的電路:

從上圖可以看出,DC-AC部分由H橋電路構(gòu)成,通過L1,L2和C22濾波后得到純正的正弦波,輸出波形見下圖:

LS2構(gòu)成輸出過流檢測電路,由R22構(gòu)成H橋短路保護(hù)電路,至此功率部分的電路(包括DC-DC,DC-AC)全部給出,大家看看,是不是非常簡單啊,下面就看看控制這些功率元件正常運(yùn)作的小信號電路吧,
可以點(diǎn)擊放大看,賣個(gè)關(guān)子,對于這部分的運(yùn)作情況,大家一定能看懂,如果有任何問題,請?jiān)谙旅嫣釂?,我和壇子里的各位高手將會一一解答?/P>
,我將怎么樣調(diào)試TDS2285,以及其中遇到的一些小問題,做一些分析!
很多人拿到芯片之后就迫不及待的用萬用板做一個(gè)基本的電路,事實(shí)證明這樣是可行的,但是也能碰到各種各樣的問題。如下:
1. 芯片通電后,第5腳上的LED閃爍,芯片6、8腳上無輸出。這個(gè)問題是容易出現(xiàn),此時(shí)LED閃爍代表著芯片進(jìn)入保護(hù)狀態(tài)了,也就是故障報(bào)警模式,第9腳上接的蜂鳴器和該狀態(tài)是同步的 ,LED的指示狀態(tài)代表著不同的故障或者保護(hù)模式。根據(jù)規(guī)格書里面的描敘如下:
LED:
指示逆變器工作狀態(tài),當(dāng)一直輸出為5V時(shí),LED常亮,逆變工作正常;當(dāng)蓄電池電壓輸入出現(xiàn)過壓或低壓狀態(tài)時(shí),該指示燈每隔1秒閃動或者每隔1S閃爍3次。當(dāng)輸出交流過流或者短路時(shí),指示燈每隔0.5秒閃動。過壓保護(hù)出現(xiàn)時(shí),LED每隔1S閃爍3次。欠壓保護(hù)出現(xiàn)時(shí),LED每隔1S閃爍1次。
由于LED腳和BEL(蜂鳴器)腳的報(bào)警狀是同步的,所以規(guī)格書有下列描述:
BEL:
故障告警,該引腳上驅(qū)動一蜂鳴器,配合LED引腳上的狀態(tài),當(dāng)蓄電池電壓輸入出現(xiàn)過壓或低壓狀態(tài)時(shí),該蜂鳴器隨LED指示燈每隔1秒報(bào)警或者每隔1S報(bào)警3次。當(dāng)輸出交流過流或者短路時(shí),該蜂鳴器隨LED指示燈每隔0.5秒報(bào)警。過壓保護(hù)出現(xiàn)時(shí),蜂鳴器每隔1S報(bào)警3次。欠壓保護(hù)出現(xiàn)時(shí),蜂鳴器每隔1S報(bào)警1次。
對于這個(gè)問題,只要保持好第13引腳(VBAT)上的電壓在0.9V-1.3V范圍內(nèi),就可以保證低壓和過壓保護(hù)不起作用,芯片就不會進(jìn)入過、欠壓保護(hù)狀態(tài)內(nèi)。
對于12V電池輸入只要分壓電阻上100K,下10K,過欠壓范圍就是10.5-14.5V,對于24V系統(tǒng),只要分壓電阻上100K,下4.7K,過欠壓范圍就是22.5-29.5V,非常滿足設(shè)計(jì)需要。
2.如果按照以上解決的辦法,LED還是閃爍,那么可能是進(jìn)入了短路保護(hù)狀態(tài),比如0.5S閃爍,請?jiān)敿?xì)檢查第11腳(SD)上的電壓,如果電壓低于2.5V,就會進(jìn)入該保護(hù)狀態(tài),在調(diào)試的情況下,可以斷開外部電路,將該腳通過2.4K電阻直接接入5V上,需要注意的是:一旦TDS2285芯片運(yùn)作過程中發(fā)生該保護(hù),只有在給芯片斷電后重新上電,芯片才能有輸出SPWM,因?yàn)樵摫Wo(hù)是鎖定的,不會自動重啟!?。?/P>
3.電路完成后,空載運(yùn)行一切正常,能輸出220V正弦波,但是一帶負(fù)載就發(fā)生保護(hù),LED0.5S閃爍。發(fā)生該問題是由于短路保護(hù)設(shè)計(jì)的太靈敏,H橋上的MOSFET一般要留出4倍以上的電流容量,這樣可以將短路保護(hù)的電流檢測值放大一些,在此時(shí)需要仔細(xì)設(shè)置和多次調(diào)整,確保在大負(fù)載的沖擊下,整機(jī)能可靠運(yùn)行,并且不至于發(fā)生燒毀MOSFET等功率器件的情況。
4.調(diào)試TDS2285的時(shí)候,H橋上先不要通380V的高壓,先用低壓電源通電,比如通12V, 檢查靜態(tài)電流,如果超過1MA,那么就是有電路問題,需要詳細(xì)檢查的地方就是光耦驅(qū)動電路,和MOSFET是否有壞掉的,如果只要壞掉一個(gè)零件,那么需要將光耦,MOSFET,以及MOSFET的G極電阻,不管好壞都要換掉,調(diào)試起來就不至于走彎路,因?yàn)楹芏嗲闆r下,你換掉了壞的零件,一通高壓,另外的又莫名其妙的壞掉。好了,先寫到這里,還沒有終完善,后續(xù)會一步一步發(fā)出了,并且會公布機(jī)器在運(yùn)作比如帶空調(diào)這種超強(qiáng)沖擊性負(fù)載實(shí)驗(yàn)的諜照。
正弦波逆變器應(yīng)用范圍:
正弦波逆變器廣泛運(yùn)用于各類:家用、航空、應(yīng)急、通訊、工業(yè)設(shè)備、衛(wèi)星通信設(shè)備、軍用車載、醫(yī)療救護(hù)車、警車、船舶、太陽能及風(fēng)能發(fā)電領(lǐng)域等需要應(yīng)急后備電源的場所。
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