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浅试纳米晶12V6000W正弦波逆变器
阅读: 1340 |  回复: 55 楼层直达

2018/10/02 12:53:05
1
婵娟
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LV3
排长

QQ截图20160321155901  玩大发了! 英飞凌最新无人机套件LARIX免费试用 招募中

QQ截图20160321155901  想学你就来!DSP学习板免费试用 限时申请


       好多年没上电源网了,偶尔进来看看很多大神的贴子,感觉自愧不如,于是连发贴都不敢了。今天顶足勇气和大家一起讨论一下纳米晶磁环逆变器,抛砖引玉,谈我的拙见,也希望大家积极指导,提出宝贵意见。

       有幸在一年多前看到某公司的纳米晶逆变器(标称2500W),体积非常小,主板体积在260*166*55这样子;但却能输出很大的功率,可以完全足功率带动2500W以内的所有阻性负载,重量也很轻,一下子就引起了我的兴趣。但因为工作忙,一直都没有动手研究,经过和很多工程题朋友的讨论研究后,今天决定动手浅试一下,做个纳米晶6KW的出来。想法初定,我们慢慢来~~~

       想想我们传统的变压器磁芯的逆变器,不是说不好,但因灰功率的大小受到变压器的大小和体积的限制,有的时候要做超过3000W以上的机器,就比较麻烦。很多时候我们要不把板子画得超级大,要不就是多板拼接式,想想生产(接线受不了),调试(工作台太小受不了),组装(效率太低受不了),售后(一个机器拆两个或三个板受不了),各种受不了。看到纳米晶磁环做的机器后,我想可以解决这些问题了,话不多说,开始正题:

    一、设置一些基本参数:

1、输入电压10-16V

2、输出电压220V

3、输出功率:额定6000W峰值12KW

4、前级设置过欠压保护,过流保护,保险丝反接保护

5、后级设置过载保护,分两级,一级在功率达到110%时关;另一级达到150%时立即关,短路保护也是必须的(不过6000W的短路保护不是开玩笑的)

6、风扇设置功率启动和温控两种共用

7、两种显示方式,一种用LCD1602显示,另一种用段码液晶屏进行显示(不是数码管)。

基本构思就这些,离网逆变器有这些也就够了~~~。

二、架构

    全桥升压或推挽升压,鉴于如果只用一个环变来做升压,12V6000W这样的功率,电流太大不现实,而且纳米晶环的变比1:6,如果做6KW要用到4个50环,变比太大了,也不好做。还是选择传统一定的两个环推挽并联了。

    升压主芯片SG3525   过欠压保护用STC单片机控制,过流和风扇启动用LM358来控制。

    基于纳米晶环的高导性,在使用时,匝数少,频率低开关损耗小,居理特性稳定,漏感小,这就便于谐振软开关的调试。所以,在设计时,一个环变不必像传统变压器式的用那么多个管了,按一个环输出3000W算,采用16个1404应该是足够了,两环变,36管应该没毛病。

    36管也不好驱动,这里我一开始想的是由两组D882和B772来驱动,虽然882  772的响应速度是所有图腾中最好的,但用多了也难免一致生不好的问题产生,于是,采用了MOSFE专驱:4452

    为了省钱,也为了更好的降低1404的损耗,谐振软开关是必须的(谐振要是调好了,同等功率下温度比传统的低15度,效率比传统的高出3-5个百分点)。

    前级有这些够了,其也的功能都是小儿科的,大家都懂;

    后级用DCSPWM0723做主芯片驱动,还是老电路,主芯片+2110S    保护做降压启动处理;

    高压整流用8个3060  247的大管,功率管用IGBT  FGH60N60SMD

   滤波,没有太过苛求,大功率机器的滤波一般都不太讲究,用4个40环,导率125的4线并绕20左右OK,功率大,线长了损耗大,主要看电容的搭配。

三、具体电路分析(请大家帮我多多指证)

1、前级驱动图腾:

2、升压部分电路:

3、过流保护及风扇(我总觉得有点不妥,大家帮忙看看)

4、后级变换

这些都搞完了,下面就是画板了,个人拙见产品是否稳定一是在于电路原理的设计,二就是强大的画板。

正在进行中,先上个图,后续慢慢更新~~~~

2018/10/03 09:45:55
2
xuehumaiya
电源币:80 | 积分:18 主题帖:0 | 回复帖:297
LV6
团长
沙发先占着
2018/10/03 09:55:40
3
xuehumaiya
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LV6
团长

前级的过流保护的确不好搞我也希望看到更好的原理图,下来更想看到更多关于后级的讲解,老师辛苦了

2018/10/03 17:31:51
4
婵娟
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LV3
排长
画板中~~~,搞定了上图我们再讨论
2018/10/03 18:51:50
5
婵娟
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LV3
排长

前级过流,如果用精密型的,在本比较高,另外,单片机处理速度也跟不上炸管速度~~~但有一个很笨的办法应该是没有问题的,例如用MAX472扩展电路,电流转电压再用358做,这个应该没有问题,也可能和INA198   绝对好用!

2018/10/04 11:49:38
6
婵娟
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LV3
排长

经过三天的加班干活,出炉了,已发制板厂打样,看后续做出来再做讨论~~~~~

2018/10/04 13:13:38
7
xuehumaiya
电源币:80 | 积分:18 主题帖:0 | 回复帖:297
LV6
团长

8管的后级这是单极性调试吗?

后级驱动DCSPWM0723也没接触过,不知道会不会出现像EG8010做8管那样的问题。

看样子是后级独立供电相对更稳定,水平有限也提不出好的问题或者建议只能打打酱油。

现在都在放国庆来的人少正常,不像我们还在上班的有时间来这里泡着。

很希望早日看到成品,等做测试人就多了

2018/10/05 09:45:29
8
婵娟
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LV3
排长

8010用着比较累了,抗干扰能力不行,在带半桥型负载,激光负载时,容易死机。你说的后级问题是什么问题?

2018/10/06 10:07:07
16
xuehumaiya
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LV6
团长

就是EG8010做8管极易造成半桥炸管,不知道是不是EG8010屹晶微提供的底板元件参数不一样,或者在某种情况下才能保证不炸管。

 

2018/10/06 10:48:43
20
婵娟
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LV3
排长
这个板子是实验级的板子,练手没问题,要用来做产品使用,还是要另外再画一下,这个板各方面需要加强
2018/10/06 10:27:53
17
xuehumaiya
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LV6
团长

关于抗干扰能力还是能解决的,萧山老寿[荣誉版主] 关于提高EG8010工作稳定性的问题 /bbs/1472101.html

2018/10/06 10:31:45
18
xuehumaiya
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LV6
团长
萧山老寿[荣誉版主] 的这张原理图跟关于EG8010提高工作稳定性的文章很有借鉴性。
2018/10/06 10:46:54
19
婵娟
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LV3
排长
是的,寿工的见解几年前看过的,不过对于8010来讲,首先是要选择适合自己产品的程序,他里面用不到的功能省掉(这个可以和厂家说批量定货时他们会改程序的),然后就是供电要注意处理。但是不管怎么说,8010在带激光打印机这类电器上,还是比较空易受干扰,如果特地用8010来做带激光打印机要处理的就比较多,比如说输入端、高压整流端、输出端、芯片供电端都需要做好Y电容降噪,否则还是会时不时的死机断电。
2018/10/06 11:06:43
22
xuehumaiya
电源币:80 | 积分:18 主题帖:0 | 回复帖:297
LV6
团长

除非是特种应用,普通的不建议做的太复杂。想要通用成本高卖的贵这就杜绝了普通用户,现在EG8010的工频机在快手卖的挺火的简单实用。

个人虽然不喜欢那样的机子却也挡不住更多的人买

没事就来泡泡论坛多学点技术才是正事

2018/10/06 11:18:44
24
婵娟
电源币:0 | 积分:3 主题帖:2 | 回复帖:5
LV3
排长
其实加不了多少成本,这些细节问题就是一层纸的事,就看知道的人愿不愿意撕开了,不过现实点讲,一般都不会说出来,都是为了赚钱嘛,哈哈
2018/10/05 09:50:17
9
婵娟
电源币:0 | 积分:3 主题帖:2 | 回复帖:5
LV3
排长

单极性调制,8管做6KW已经做过多款了,稳定,主板是看布局,一个合理的布局可以解决很多问题,试过太多布局了,现在这种是用到现在最稳的。

上传几个之前做过的~~~~~~

个人认为,做前后级独立的机器,主要是后级地的取舍问题,如果后有独立板上单独做一个地出来,就会比在前级板上共地直接连接到后级独立板上来稳定很多,至少可以减少线材上的纹波干扰,这个很重要。

2018/10/05 14:42:20
10
hmy123456
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LV6
团长
干嘛非要搞12V的,效率低,管子还要那么多
2018/10/05 16:02:00
11
婵娟
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LV3
排长
12V都搞定了,其他就不难搞了~~~,效率也不低,之前试过3000的,半载效率92%,全载89%
2018/10/05 18:05:07
12
hmy123456
电源币:11 | 积分:0 主题帖:9 | 回复帖:214
LV6
团长
1000安的电流好搞吗?线路板,变压器,MOS管等每一个地方都会增加损耗,效率能高到哪里去?练手可以,实际没任何意义
2018/10/05 18:51:08
13
婵娟
电源币:0 | 积分:3 主题帖:2 | 回复帖:5
LV3
排长
多年以前,我们还在讨论有没有必要做12V3000W,惊讶于300A的电流怎么处理;口水没干,市场上12V3000W都卖烂了~~回过头来我们再看看现在的工频EPS或UPS,不说太大,12V3000W就行,以初级7.5V算,带入效率电流在500A左右~~600A电流也不算练手了
2018/10/05 20:40:50
14
hmy123456
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LV6
团长
不是说做不出来,效率低,不利于生产,变压器不好绕,接线端子线路损耗都很可观!再说功率这么大让你设计你会设计成12V吗?除非有地方必须用12V的这个例外,正常情况最少也是设计24V的,这样可靠性容易处理也节省线材,所以12V 6000瓦的逆变器市场需求太少了,能直接提供的12V 1000A的电源很少,虽然用多块电池可以并联但是实际上技术人员都做成串联到24V以上了
2018/10/06 01:13:52
15
婵娟
电源币:0 | 积分:3 主题帖:2 | 回复帖:5
LV3
排长
本来还想和你多讨论点的,但你却啥也没看懂~~~内行看门道外行看热闹吧,不解释~~~
2018/10/06 10:56:11
21
xuehumaiya
电源币:80 | 积分:18 主题帖:0 | 回复帖:297
LV6
团长

6000瓦12V输入电流500A,双变压器设计每个变压器承载250A电流,双推挽共计32只1404每只管子承载15A多点电流。

我只在乎设计思路,不管应用场合。老是纠结出来成品了不好仿制这些人挺坏的

不懂变通还搞啥设计嘛!

2018/10/06 11:23:39
25
婵娟
电源币:0 | 积分:3 主题帖:2 | 回复帖:5
LV3
排长
呵呵,这话还是你说出来好点~~~
2018/10/09 18:31:16
48
hmy123456
电源币:11 | 积分:0 主题帖:9 | 回复帖:214
LV6
团长
你们没懂我的意思,我不想抬杠,也没有攻击人的意思,也许是我见识短我只是说市场用的不多,当然想做20KW以上的12V的也可以做出来,关键是效率和负杂程度。12V 6000瓦的初级电流远不止500A,电压取10V,效率90%你算算多少
2018/10/06 11:17:37
23
xuehumaiya
电源币:80 | 积分:18 主题帖:0 | 回复帖:297
LV6
团长
独立供电的确能避免不少问题,前后级分离也便于维修,个人更偏向于图1的设计比较美观,以前也修过差不多1年的高频机属实技术还没练到家。
2018/10/06 11:30:29
26
婵娟
电源币:0 | 积分:3 主题帖:2 | 回复帖:5
LV3
排长
高频机的稳定性个人认为三点很重要,1、输入侧控制和功率部分的冷热地处理;2、后级供电纯净性和抗干扰能力的处理;3、后有保护的灵敏度和前级过流保护的灵敏度;有没有想到的请各位大师补充~~
2018/10/07 12:17:24
27
tianyao9393
电源币:347 | 积分:11 主题帖:9 | 回复帖:106
LV5
营长
你这个后级很容易炸
2018/10/07 14:36:45
28
婵娟
电源币:0 | 积分:3 主题帖:2 | 回复帖:5
LV3
排长
怎么讲?麻烦讲出个道道来~~~
2018/10/07 14:41:28
29
婵娟
电源币:0 | 积分:3 主题帖:2 | 回复帖:5
LV3
排长

2018/10/07 15:13:32
30
xuehumaiya
电源币:80 | 积分:18 主题帖:0 | 回复帖:297
LV6
团长
啥时候上元件图啊?好想看看非晶是怎么做的。
2018/10/07 23:43:27
33
婵娟
电源币:0 | 积分:3 主题帖:2 | 回复帖:5
LV3
排长
快了,就这两天了,因为整个板子使用的是导流对进行作业不使用导线,这样一来可以方便生产,在生产过程中,就不用担心线路板底部的过电流问题了;另外,磁环是设计院座子的,这个要供应商配合一下,做出标准环封装才行。慢慢来哈
2018/10/07 17:09:16
31
liaodeqing18
电源币:34 | 积分:0 主题帖:11 | 回复帖:84
LV4
连长
后级建议应富电源做独立供电
2018/10/07 23:50:14
35
婵娟
电源币:0 | 积分:3 主题帖:2 | 回复帖:5
LV3
排长
兄弟,能具体一些吗?比如说原理或电路
2018/10/07 17:09:45
32
hxg_
电源币:0 | 积分:0 主题帖:1 | 回复帖:2
LV1
士兵
我也感觉12V的功率1000W以下比较经济
2018/10/07 23:48:00
34
婵娟
电源币:0 | 积分:3 主题帖:2 | 回复帖:5
LV3
排长
说的没错,但是,如果使用非晶环,就可以不用再按变压器式的思维方式去考虑经济或不经济的问题了。首计一款产品或一个线路板,首先要考虑它的通用性,就像这个板子,可以通吃12/24----96V,所以不用纠结于现在的12V,还是那句话,12V都搞定了,其他的都不是事~~
2018/10/08 11:09:14
36
宛东骄子[版主]
电源币:655 | 积分:3 主题帖:78 | 回复帖:1081
LV9
军长

顶上三图支持老王。



100802


100803

2018/10/08 15:24:59
37
xuehumaiya
电源币:80 | 积分:18 主题帖:0 | 回复帖:297
LV6
团长

骄子老师认识婵娟老师?要不讲讲

昨晚电源网QQ群里还在说国内没有12V的大功率电源呢,你今天就来个猛的。

2018/10/08 16:07:36
38
宛东骄子[版主]
电源币:655 | 积分:3 主题帖:78 | 回复帖:1081
LV9
军长
12V,5000A的可调电源国内很多家都能做,正儿八经的直流电源,说的可不是电镀机。
2018/10/08 16:12:38
40
婵娟
电源币:0 | 积分:3 主题帖:2 | 回复帖:5
LV3
排长
12V的大电流很多的1000A电源小事
2018/10/08 16:10:29
39
婵娟
电源币:0 | 积分:3 主题帖:2 | 回复帖:5
LV3
排长
感谢老张顶贴
2018/10/08 17:02:48
41
桔子红了
电源币:2 | 积分:3 主题帖:1 | 回复帖:10
LV2
班长
5000W吗?做的正漂亮,变压器前级是不是24V绕两圈 48V绕4圈?这样批量生产好做吗?
2018/10/08 17:18:36
42
宛东骄子[版主]
电源币:655 | 积分:3 主题帖:78 | 回复帖:1081
LV9
军长
12V 绕1圈
2018/10/08 17:34:33
43
xuehumaiya
电源币:80 | 积分:18 主题帖:0 | 回复帖:297
LV6
团长

宛东骄子[版主]这逆变器批量生产没有?

2018/10/08 22:54:53
44
婵娟
电源币:0 | 积分:3 主题帖:2 | 回复帖:5
LV3
排长
这个已经批量了~~~~
2018/10/09 15:18:56
47
xuehumaiya
电源币:80 | 积分:18 主题帖:0 | 回复帖:297
LV6
团长
老师能不能透露一下是什么品牌吗,通过什么途径能找到。
2018/10/08 23:04:23
45
婵娟
电源币:0 | 积分:3 主题帖:2 | 回复帖:5
LV3
排长
老张,看到波形很亲切呀
2018/10/09 08:29:43
46
zrpower
电源币:0 | 积分:6 主题帖:1 | 回复帖:7
LV2
班长
宛东骄子[版主].这是什么高科技,逆变器吗?多少W的?
2018/10/10 23:34:08
49
qinzutaim[版主]
电源币:2707 | 积分:144 主题帖:38 | 回复帖:3693
LV11
统帅
10V做6000W,比我厉害多了!
2018/10/12 17:37:44
50
asd348262342
电源币:0 | 积分:0 主题帖:14 | 回复帖:151
LV5
营长
这个杠杠的好
2018/10/12 22:51:55
51
婵娟
电源币:0 | 积分:3 主题帖:2 | 回复帖:5
LV3
排长

经过几天的准备,已经出炉了,先上图,后续再听听大家的意见

2000W时的输出波形

测试中,研发部的电源有点小,才200A,先测2000W

这个是前级D波形,LC谐振工作正常,此时功率2000W,这波形还是很漂亮~~~~

开机显示

显示内容

第一次调LC两环并联工作,还是比较麻烦的,一开始我的想法是,单个环的LC谐振荡调好,然后两环LC参数一样就通用了,没想到单个调好后再并联,完全不是那么一回事,后来再细调,发现:双环并绕所用到的LC参数其实是单环使用C参数的总合,而不需要单环调试,就是说,假如单环用10UF。双环一边5UF就OK了。

另外,TC4452驱动电流大,所以,G电阻要选择大些,否则LC的C参数也很难调。

效率91,感觉有点不理想,后续再调一下,看看是哪里的问题各位大拿也请提点一下,感谢

2018/10/13 08:06:56
52
zrpower
电源币:0 | 积分:6 主题帖:1 | 回复帖:7
LV2
班长
高手
2018/10/13 11:14:00
53
桔子红了
电源币:2 | 积分:3 主题帖:1 | 回复帖:10
LV2
班长
这个输出波形过零点有点弯,负载带大点会更弯,我只知道加大高压滤波电容会好点.我做大功率也是这种情况,考虑到成本和布局我也没管它。带一般负载也没什么影响,其他负载有没有影响我就不知道了。
2018/10/14 16:35:11
54
婵娟
电源币:0 | 积分:3 主题帖:2 | 回复帖:5
LV3
排长
2018/10/14 19:08:17
55
xuehumaiya
电源币:80 | 积分:18 主题帖:0 | 回复帖:297
LV6
团长
多讲解些调试经验
2018/10/15 08:22:06
56
zrpower
电源币:0 | 积分:6 主题帖:1 | 回复帖:7
LV2
班长

婵娟:请问你说的,纳米晶环的变比1:6 是什么意思?如12V机器初级穿1圈,次级是多少呢?6圈吗?    

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