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【逆變原創】12V500W逆變器設計和SPWM程序分享討論

乘原創大賽的機會,我也來趕個巧,接觸逆變器不久,主要得益于電源網逆變板塊版主大俠們的精華牛帖,在此就不一一謝了,這次我來分享一個12V500W的正弦波逆變器,然后主要討論一下雙極性SPWM程序的設計(介紹查表法,主要是好理解),最后給大家分享我自己剛寫的SPWM程序,頻率可以調節,輸出頻率在10-200Hz可以調節(穩壓算法暫時沒寫)這個帖子我將盡快抽時間寫完。大家頂貼,樓層越高驚喜越多哦!

帖子安排:1.原理圖分析

                  2.實物調試

                  3.程序分享討論

申明:本帖子主要是一個逆變新手分享自己的學習成果和體會,很多東西都不成熟,還望大神們勿噴。謝謝!

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zwcyqxzcx
LV.6
2
2015-09-03 16:39

主電路設計采用了3對 IRF3205,當然國產的RU6099、HY1906也絕對是效果杠杠的,性價比高,本人都用它們做過BUCK電路。

變壓器EE42臥式磁芯,出500W沒有問題了,原邊3T+3T,副邊90T,副邊輔助繞組分別為3T,4T。后級整流管用的RHRP8120

正好有現成的

另外,發現好多人不會功率器件的選型,分享一篇論壇版主XZSZRS版主的資料,純干貨:

逆變電源中功率器件的選型.pdf

很不錯的東西,看了他以后你就不用愁逆變的功率器件怎么選型了,后面講SPWM程序設

計的時候,還會給大家分享這位版主關于逆變電源SPWM調制的資料,大家也可以自己在

論壇上找找。

2
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zwcyqxzcx
LV.6
3
2015-09-03 16:45

前級驅動,我就不多說了,SG3525論壇上電路一大把,后面用了三極管圖騰放大推拉電流,當然也可以使用TC4427/TC4428之類的驅動芯片

驅動電流大,速度也快,開關損耗小,當然成本是相當高的,此處用三極管搓搓有余,畢竟IRF3205/RU6099/HY1906這些管子都特別好推動

前級驅動電路如下

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zwcyqxzcx
LV.6
4
2015-09-03 16:51

然后就是后級驅動啦!用了三種方案:

1.用的屹晶微電子的EG8010成品驅動板 EG8010 驅動板(閉鎖).pdf

2.PIC單片機的后級驅動板  后級驅動

3.STC15W4K58S4單片機的驅動板(用最小系統搭的,正在調試閉環,變頻)

1
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zwcyqxzcx
LV.6
5
2015-09-03 16:56
沒人來頂帖子,沒有寫下去的動力了,我先準備一下硬件與儀器,準備調試,然后上波形。
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黑夜11
LV.5
6
2015-09-03 22:08
@zwcyqxzcx
然后就是后級驅動啦!用了三種方案:1.用的屹晶微電子的EG8010成品驅動板 EG8010驅動板(閉鎖).pdf2.PIC單片機的后級驅動板 后級驅動3.STC15W4K58S4單片機的驅動板(用最小系統搭的,正在調試閉環,變頻)
,主要來看你算法的,搞了半天用8010了
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zwcyqxzcx
LV.6
7
2015-09-04 09:43
@黑夜11
[圖片],主要來看你算法的,搞了半天用8010了
接下來后面會寫的
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Chash
LV.3
8
2015-09-04 10:26
@zwcyqxzcx
沒人來頂帖子,沒有寫下去的動力了,我先準備一下硬件與儀器,準備調試,然后上波形。
期待樓主繼續更新!學習!
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Chash
LV.3
9
2015-09-04 10:27
@zwcyqxzcx
然后就是后級驅動啦!用了三種方案:1.用的屹晶微電子的EG8010成品驅動板 EG8010驅動板(閉鎖).pdf2.PIC單片機的后級驅動板 后級驅動3.STC15W4K58S4單片機的驅動板(用最小系統搭的,正在調試閉環,變頻)
樓主不是用單片機的嗎?
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WenQunElec
LV.3
10
2015-09-04 10:30
@zwcyqxzcx
沒人來頂帖子,沒有寫下去的動力了,我先準備一下硬件與儀器,準備調試,然后上波形。
樓主繼續,上波形,程序哦~~~
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WenQunElec
LV.3
11
2015-09-04 10:33
@黑夜11
[圖片],主要來看你算法的,搞了半天用8010了
樓主說查表法,應該不麻煩吧,重點是怎么變頻吧,希望樓主分享一下。
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zwcyqxzcx
LV.6
12
2015-09-04 10:59
@WenQunElec
樓主說查表法,應該不麻煩吧,重點是怎么變頻吧,希望樓主分享一下。

對查表法,雙極性SPWM,變頻其實簡單,我用的STC15單片機,內置6路15位硬件PWM,他們共用一個計數器,這就為靈活的設置死區帶來了

方便,同時如果單純的變頻率50Hz和60Hz,用最愚蠢的方法就是取兩組數組分別對應這者兩個不同頻率,通過按鍵進行切換,另外就是通過單

片機自己計算出對應頻率所需要的數組,通過鍵盤輸入所需要的頻率,范圍有一定限制,這里面就有一個計算關系,它與單片機的工作頻率,正

弦表的最大值等有關,當然首先是要熟悉STC14W4K的PWM工作機制。

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zwcyqxzcx
LV.6
13
2015-09-04 11:15
@WenQunElec
樓主繼續,上波形,程序哦~~~[圖片]

MOS管D級波形圖:

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zwcyqxzcx
LV.6
14
2015-09-04 11:18
@WenQunElec
樓主繼續,上波形,程序哦~~~[圖片]

輸出電壓:

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zwcyqxzcx
LV.6
15
2015-09-04 11:21
@WenQunElec
樓主繼續,上波形,程序哦~~~[圖片]

輸出波形:

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zwcyqxzcx
LV.6
16
2015-09-04 11:22
@zwcyqxzcx
輸出波形:[圖片][圖片]

下面開始討論后級SPWM

先說說原理吧(借鑒一下XZSZRS大師的PPT):

我后面用STC寫的代碼,就和上面的波形一樣,四個管子都工作在高頻開關狀態。當然可以根據需要自己改。

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zwcyqxzcx
LV.6
17
2015-09-04 11:29
@Chash
樓主不是用單片機的嗎?
EG8010有,單片機也有的。
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zwcyqxzcx
LV.6
18
2015-09-04 11:50
@zwcyqxzcx
前級驅動,我就不多說了,SG3525論壇上電路一大把,后面用了三極管圖騰放大推拉電流,當然也可以使用TC4427/TC4428之類的驅動芯片驅動電流大,速度也快,開關損耗小,當然成本是相當高的,此處用三極管搓搓有余,畢竟IRF3205/RU6099/HY1906這些管子都特別好推動前級驅動電路如下[圖片]

H橋,功率管460,現成的

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2015-09-04 16:58
@zwcyqxzcx
下面開始討論后級SPWM先說說原理吧(借鑒一下XZSZRS大師的PPT):[圖片][圖片]我后面用STC寫的代碼,就和上面的波形一樣,四個管子都工作在高頻開關狀態。當然可以根據需要自己改。
期待樓主更新!!!
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zwcyqxzcx
LV.6
20
2015-09-04 17:00
@zhousisiwuqing
期待樓主更新!!!

馬上開始更新啦~ 這個是程序源代碼(不帶閉環,兩路雙極性SPWM輸出,可以變頻20-80Hz)

SPWM(20-80Hz變頻非閉環).rar  調試時用RC低通濾波器(10K電阻104電容)可以將雙極性SPWM濾成正

弦信號,頻率也是相應設置的頻率,這就方便了我們調試,不必非要上H橋試機,如果是單極性的,1路SPWM

濾波后就是半波。

接下來貼出的代碼是雙極性SPWM,我同學寫的,主要是PWM初始化和中斷函數。

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Chash
LV.3
21
2015-09-04 17:04
@zwcyqxzcx
MOS管D級波形圖:[圖片][圖片][圖片]
帶了多大的負載?
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zwcyqxzcx
LV.6
22
2015-09-04 21:41
@Chash
帶了多大的負載?
半載,只有12V20AH的電瓶。沒有更大的了。
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zwcyqxzcx
LV.6
23
2015-09-04 21:47
@zwcyqxzcx
馬上開始更新啦~這個是程序源代碼(不帶閉環,兩路雙極性SPWM輸出,可以變頻20-80Hz)SPWM(20-80Hz變頻非閉環).rar 調試時用RC低通濾波器(10K電阻104電容)可以將雙極性SPWM濾成正弦信號,頻率也是相應設置的頻率,這就方便了我們調試,不必非要上H橋試機,如果是單極性的,1路SPWM濾波后就是半波。接下來貼出的代碼是雙極性SPWM,我同學寫的,主要是PWM初始化和中斷函數。

為了方便閱讀,我添加了詳盡的注釋,其實就是看手冊配置寄存器。

上面是PWM的一些基本配置,變頻,中斷,都會調用它的。是最關鍵的一個函數。

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zwcyqxzcx
LV.6
24
2015-09-04 21:49
@zwcyqxzcx
為了方便閱讀,我添加了詳盡的注釋,其實就是看手冊配置寄存器。[圖片][圖片]上面是PWM的一些基本配置,變頻,中斷,都會調用它的。是最關鍵的一個函數。

下面是比較關鍵的中斷控制,靠它裝載正弦表。

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zwcyqxzcx
LV.6
25
2015-09-04 21:52
@zwcyqxzcx
下面是比較關鍵的中斷控制,靠它裝載正弦表。[圖片]

這是源文件:這個提高了載頻(20KHz),優化了計算量,可以變頻到200Hz,大家也可以試著把它優化到400Hz去,開環的,我之前做的BOOST前級,在前級閉環的。后級就開環了。

到此,STC單片機輸出SPWM最關鍵的兩個函數已經全部貼上。接下來穩壓什么的我也在調試當中,需要的可以自己調試,AD采樣,PI閉環。大家一起討論。

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WenQunElec
LV.3
26
2015-09-04 22:13
@zwcyqxzcx
對查表法,雙極性SPWM,變頻其實簡單,我用的STC15單片機,內置6路15位硬件PWM,他們共用一個計數器,這就為靈活的設置死區帶來了方便,同時如果單純的變頻率50Hz和60Hz,用最愚蠢的方法就是取兩組數組分別對應這者兩個不同頻率,通過按鍵進行切換,另外就是通過單片機自己計算出對應頻率所需要的數組,通過鍵盤輸入所需要的頻率,范圍有一定限制,這里面就有一個計算關系,它與單片機的工作頻率,正弦表的最大值等有關,當然首先是要熟悉STC14W4K的PWM工作機制。

我用STC12寫過SPWM,沒有設置死去,程序執行的延時自己就有死區,我的單極性的RC濾波后是半波,看來還是15系列單片機好用。那么多PWM,精度也高。

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zwcyqxzcx
LV.6
27
2015-09-04 22:16
@WenQunElec
我用STC12寫過SPWM,沒有設置死去,程序執行的延時自己就有死區,我的單極性的RC濾波后是半波,看來還是15系列單片機好用。那么多PWM,精度也高。

嗯,STC12要用定時器,麻煩,直接STC15W4K(注意要是STC15W4K系列),很方便的,而且速度最高可以跑到30多M了,有人用它作四軸飛行器。

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zwcyqxzcx
LV.6
28
2015-09-05 10:58
@zwcyqxzcx
這是源文件:[圖片]這個提高了載頻(20KHz),優化了計算量,可以變頻到200Hz,大家也可以試著把它優化到400Hz去,開環的,我之前做的BOOST前級,在前級閉環的。后級就開環了。到此,STC單片機輸出SPWM最關鍵的兩個函數已經全部貼上。接下來穩壓什么的我也在調試當中,需要的可以自己調試,AD采樣,PI閉環。大家一起討論。
大賽到今天結束了么,我的帖子好像都沒人知道的樣子~桑心
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2015-09-05 11:13
@zwcyqxzcx
大賽到今天結束了么,我的帖子好像都沒人知道的樣子~桑心

不錯!我頂你,我覺得大賽可以結束,但是學習和分享技術是我們永遠的追求。

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zwcyqxzcx
LV.6
30
2015-09-05 14:34
@xzszrs
不錯!我頂你,我覺得大賽可以結束,但是學習和分享技術是我們永遠的追求。

來這個論壇快一年了,那時候學校比賽找逆變資料發現這個論壇,縱觀本壇,版主無論是為人還是技術都是我今后一段時間內學習的典范!沒有阿諛奉承之意。

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2015-09-05 14:56
@zwcyqxzcx
來這個論壇快一年了,那時候學校比賽找逆變資料發現這個論壇,縱觀本壇,版主無論是為人還是技術都是我今后很長一段時間內學習的典范!沒有阿諛奉承之意。

強烈支持!

這個帖子含金量很高啊!樓主還沒有出學校,就有這般能力,看起來是棟梁之才!

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