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【DIY大赛】正激+基于推挽准谐振软开关的1000W逆变器前级

  • 2018-10-08 07:13
  • egmicro

    LV.0
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  • 本作品的逆变器前级拓扑采用推挽准谐振软开关模式。

    .

    推挽准谐振拓扑电路 ,在电源网上,老寿、钟工、张工等前辈,在前几年就有发贴做过实验,本设计的电路设计基本上是参考他们之前成功的经验。但在他们经验的基础上,结构、用料上来了个全新的原创设计,体积做得很小,并且可以支持量产的方案。

    .

    主要特点:

    准谐振推挽软开关DCDC升压;

    效率比传统的逆变器高很多;

    前级不用铝散热器,采用嵌铜条的方式,将整块PCB当作一个大散热片;

    整机体积仅是传统逆变器的三分之一。

    .

    整机图:推挽准谐振电路在右边部份,MOS管采用DFN56封装的,贴在背面PCB板上。

    整机

    .

    满载时的照片:输出1043w,小风扇对着吹的,铜条上的温度大概是60度左右 。不好意思 ,这张照片拍得太丑了。

    功率

    .

    测效率的照片:整机效率95.342%

    IMG_20180619_135334

    .

    整机原理图:

    微信图片_20181005234847

    .

    推挽准谐振驱动板原理图:

    66FF526D-F810-4835-A357-F75E21A20BDE

    .

    推挽准谐振软开关波形:从上到下是,MOS管G极波形、MOS管D极电流、MOS管DS电压。看到没,电流峰值接近200A了,而MOS管开启与关断时,电流都为零,漂亮的ZCS软开关波形。

    微信图片_20181005235143

    .

    背面MOS管焊好,在铜条的中间,共6个DFN56封装,200A的电流,就从这6个管子中经过的。

    整机2

    前级MOS

    .

    再看正面的照片:

    因为输入是直流的,对于输入电容来说,容量不需要太大,只要求ESR尽量小。输入滤波电容整排贴在两铜条(正负极)中间,滤波效果应该最好了。前级没有电解电容的,也算一个原创的创新设计。

    IMG_4501

    .

    再看装上变压器的照片:铜条的厚度跟变压器的绕组高度匹配好了的,这样,变压器装上后,连接部份不需要焊锡,直接打螺丝,螺丝直接穿过PCB,再跟背面的铜条拧住,这个设计,在开始时,可费了不少心思来让正反面的正负极性刚好一样。

    IMG_6101

    .

    变压器,也完全全新原创设计:

    下图是变压器所用的材料:

    微信图片_2018061410051918

    绕组制作好的照片:

    微信图片_2018061410051920

    .

    绕组嵌入变压器磁芯中:

    微信图片_2018061410051921

    .

    将两片磁芯合上,就成了一个完整的变压器:此变压器在功率1000w,可长时间工作。

    微信图片_20180614100436

    .

    .

    .

    此设计是一个完整的1000w正弦波逆变器,但后级部份不属于本次DIY参赛要求范围之内,就不作介绍,有需要的,可再开贴展示。

    同是电子工程师,请一定不要吝啬你的赞!

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  • 再见理想123

    LV.1

    2018-10-08 09:10

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  • guang卢

    LV.1

    2018-10-08 11:17

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    那么多不一样的 铜条得开不少模吧!
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  • egmicro

    LV.1

    2018-10-08 12:29

    @guang卢

    那么多不一样的 铜条得开不少模吧!
    用铜片线切割的
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  • guang卢

    LV.1

    2018-10-08 14:09

    @egmicro

    用铜片线切割的
    支持量产的话还是得开模,还有工艺对比!不过看起来还是挺漂亮!效率以及经济效益上优于传统的话那是一个不错的选择
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  • romantic878595

    LV.1

    2018-10-09 09:57

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    太厉害了
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  • qnwg

    LV.1

    2018-10-09 20:41

    @

    正准备做逆变器,也想用你们的芯片,开关电源做过一些,但是逆变器是第一次接触,希望多多指导哈。
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  • egmicro

    LV.1

    2018-10-09 21:44

    @qnwg

    正准备做逆变器,也想用你们的芯片,开关电源做过一些,但是逆变器是第一次接触,希望多多指导哈。

    好,会大力支持的。

    .

    今后的逆变器,不管是方波的,还是正弦波的,前级DCDC升压部份,我们估计一定会朝推挽准谐振方向走的。

    因为,准谐振的电路其实是很简单的,之前,没有推广开,有一个原因,就是市场上很少见到能可以仿制的版本。

    相信这次,我们通过参加电源网的【DIY大赛】,电源网能再一次引领逆变器行业朝前进一步发展。

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  • FQCAD

    LV.1

    2018-10-09 22:08

    @

    前级没有用电解电容,是否是因无法解决推挽谐振输入电容发热问题,索性不用了?
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  • egmicro

    LV.1

    2018-10-09 22:20

    @FQCAD

    前级没有用电解电容,是否是因无法解决推挽谐振输入电容发热问题,索性不用了?

    是的。看来你也很有经验。

    对前级电容的容量要求其实不大,对电容的ESR要求是要尽量小,但电解电容,在这个要求下,最不擅长了,所以索性不用,用一排陶瓷电容,并联后ESR可以做到很小。

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  • qinzutaim

    LV.1

    2018-10-10 23:39

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    变压器很漂亮,赞一个!
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