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电源高手制作1500W逆变器(附带主板原理图+PCB

文章来源:亚洲城人气:发表时间:2018-08-31 01:47

  这是一款12V/1500W机器的全套资料,断断续续做了有一个月了,直到今天才全部完成,现在我已经离职在家里了,在家里做了全部的测试,可惜我家里的空调现在拆了 ,不然搞个空调试验了,如果有兄弟做了这个,一定要带个空调测试下,并将结果告诉我哦。

  主板原理图风扇控制位置:C39和TIP22,那个地方是个错误的,C39的正极要接在+BAT上,而不是接在TIP122的集电极上,特别注意了。

  这个地方是我画原理图走神搞错的,幸好问题不大。有个网友问过我这个问题,才发现,非常感谢他了。

  这个机器是我花了很多时间画图,因为这是一个单面PCB,直插元件,为何要搞成这样呢,因为现在大家弄贴片的,很不好弄到那么多规格的元件,因为一盘0805电阻就是5K,买一盘几乎很难用完,所以我弄了直插元件,这种对于一些自制的哥们就很合适了,随便在哪个板子上就能扒来元件装上去用了。而且单面的PCB,对于很多人都能自行用热转印自己做好PCB。

  废话不说,直接上图,先发图片,然后我在这一楼的最下面公布这些全部资料,包括Schematic和PCB。关键的器件,如变压器会慢慢更新方式第一手资料,并且会放上带载试验,输出波形图表,短路测试等等。顺便说一声,这个机器输出部分随便短路,随便碰,不会烧任何东西,而且短路保护的电路,是目前为止最简单,最可靠,网上至今没有公开的,是我辛苦试验出来的参数,我并不保证这些电路脱离了这个电路图整体本身之后,在别的地方应用能得出正确的结果。

  这是主板的正面图,可以从上看到其实元件很少很少,这次主板由于采用的是单面PCB,对布线来说有许多挑战,我就花了几天时间布线,但是到调试的时候,还是有几个问题没有弄好,稍后我拍出底板的照片,就可以看到,其中就是地线的问题影响。调试的时候非常麻烦,因为设计的参数往往要在实际验证的时候加以修正,这个板子是单面,但是PCB厂家只能用双面的工艺来做,造成了焊盘内沉铜了,很难拆下电阻这类元件,所以以后兄弟们要自行打样,不要在深圳打样这种单面PCB,一定要做成单面的工艺,否则相当麻烦。在这里呼唤高手,我这几天下面会陆续更新PCB+Schematic,

  请你们帮我做最终修改,因为底下有个线路很难布通,需要你们的支持,我的精力有限,需要你们做好最后的修改,然后发给我。

  下图为EE55做的主变,因为这个是12V输入,我采用了完全的输入输出全隔离设计,所以变压器一共有3个绕组,稍后放出变压器的详细规格书,大家一看便知。

  下面是变压器的绕制数据,大家可以根据现在的一些材料用上都可以,尽量做到漏感足够小,否则40V的1404在12V下可能会受不了哦:如果看不清楚,请点击图片,即可。

  下面的是由3对IRF1404的管子担任升压部分的工作,我将散热器分离的,这样的好处是利用单面PCB好装配,下面不用垫东西,管子又能直接扭在了散热器上,以最佳的热传导的方式利于散热处理,我的电源是12V 130A的,输出AC功率到了1100W的时候,散热器微温,此时都没有用风扇。所以IRF1404在这里用上还是非常不错的,板子的位置是4对,我只安装的3对管子,有钱的兄弟,或者喜欢玩的哥们可以直接上4对,在频率40KHZ下从EE55里头出来1500W没有任何问题。

  仔细看看下图左边散热器位置有个RT位置,这个是安装NTC温度传感器的地方,稍后我会拍出它的模样,并且放上参数。他是用来控制风扇的,做到温控风扇的效果。

  下图的7815边上的IRF3205是做反接保护的,也是采用直接接散热器的方式固定,这样好处是非常容易安装,电池的负极也能直接打在散热器上固定,用螺丝的方式,比焊接的方式来的更加可靠和方便。这个散热器顶部就有2个4MM的螺丝空位,可以将电池负极的铜鼻子直接打在上面。

  那个U5位置可以在24V机器上输入用的,如果是24V输入,需要将U5装上7812给UC3525供电,本次机器是12V输入,所以我直接将该元件短路了。

  边上有4个高压整流二极管,我这里采用了RHRP8120,因为我手头没有RHRP860管子了,所以只好用了这个管子,大家直接用RHRP860即可,不要用1200V的管子,浪费而且影响效率。

  下图基本上就是主板上全部的控制电路了,是不是非常的简单的。所有元件都是非常好找到,并且没有特殊的元件,我这个是尽量做成最简单,用最少的元件做到完善的功能,因为简单就不容易出问题,也容易调试。

  下图是7815的稳压器,专门用来给后极供电,前后级就从这里开始分离了。2个Y电容是用来做电磁辐射处理的,这是在给输入回路降噪,保证散热器上有极低的辐射噪音。后极也有单独的,用来接机壳到地的,下面的图就可以看到。

  下图是我采用的一个大电解,450V/470uF电容,这个电容也可以采用450V/330uF电容.

  下图为高压隔离采样电路的,经典的电路照样是PC817+TL431,也许有人问,高压电压一般非常高,超过TL431的36V耐压了,是怎么弄的,这个电路实际上是用一个单独的电源给PC817和TL431供电解决的,由于我后极全部是从15V电压过来的,所以这个供电直接从7815稳压器供电过来。这样也方便PCB布线。

  下图就是LM324做的保护电路,这个地方给我造成了非常大的麻烦,因为我用了这个国产的LM324芯片,这个芯片可能本身有许多问题,比如电源抑制比很差,输入失调非常大,等等问题,害我电路参数又重新计算了一遍才弄好,由于它不是轨至轨的运放,所以外围电阻要设置的非常小心,我电路参数上就可以看出来,不是普通的按照常规计算的参数。我是用它来做比较器用的,完成4个功能,输入欠压保护,输入过压保护,输出过流保护和温控风扇,分别对应内部4个运放。

  下图就是担任H桥逆变部分的MOSFET,我采用的是FQA28N50管子,这个管子非常好用,我很喜欢。由于H桥可以看做为2个半桥组合而成,所以我在每个半桥上都并联了一个400V/105的CBB电容,这个非常重要,可以免除你以后许多后顾之忧。

  下面的图上可看到AC1,AC2端子,这就是输出交流220V的端子,有2个大电感组成的LC滤波,电感参数是用90磁导率的外径39.9mm的铁硅铝电感绕了110圈做的,电感每个大约为1.5MH左右。

  边上那个小的是共模电感,体积相对比较小,这个规格是3MH的,用了1.0的线绕的,大家如果找不到合适的厂家,那么就用外径为18mm左右,高度为8mm的高u磁性,这种磁性通常是绿色的环,如图所示,每边绕10多圈即可,若果实在找不到,就直接用线连起来也可以的。

  下图的是互感器的近照,这个电流传感器体积很小,我是用来做过流保护的,他也称之为过载保护检测的一个东西。

  边上那个502电位器就是5K电阻的.用来调整电流保护阀值。也就能调整输出功率的一个元件。它并是一个非常可靠的元件,所以我在PCB上预留了固定电阻的接口,大家可以查验主板PCB文件就能看到了,一般情况下,我们将它换成一个固定电阻,这样电流保护阀值就固定了,也不会由于电位器失效而造成电流保护失效了。

  下图有个PE的端子插片,这个就是用来接机器的外壳并且直接到地的,按照一些其他相关标准,比如家电上的安全规定,这种方式并不可靠,这是需要直接焊接到PCB才可靠的方式,我没有采用,而是用这个简单的方式来做的,方便生产。

  LED接口是用来做过压、欠压指示的,只要对应装上一个共阳的红绿双色LED就可以既可以做到保护,又可以指示的目的,如果这个接口什么都不接,那么过、欠压将会失效,也就是说这2个保护取消了。

  FAN接口是用来接风扇的,边上的那个TIP122就是控制风扇的开关,2个插孔都是一样,可以接2个风扇,风扇的供电电压是输入电压范围,左负右正的定义。

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