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1kw純正弦波逆變電源原理圖和PCB圖設(shè)計

作者: 時間:2011-01-20 來源:網(wǎng)絡(luò) 收藏

  

  

  這照片上的穩(wěn)壓電源上顯示電流為450MA,因為并不是完全空載,我在高壓處掛了一個LED,用150K2W電阻降壓,這個指示電路要消耗近1W功率,約增加90MA的電流。

  對前級進行加載實驗,前級為開環(huán),也沒有裝儲能電感,分二步:

  第一步:加載約630W,負載是一個200R、1KW的大電阻,這時工作電流為54.5A。連續(xù)工作一小時,散熱板和190N08大功率管及變壓器只有微溫,D極波形還比較好,尖峰剛露,不明顯,這時母線高壓為356V。

  

  第二步:進一步加大負載,又掛上了二個串聯(lián)的200W燈泡,這時工作電流77.9A左右,此時,實際輸出功率在900W以上了,母線高壓降至347V,D極波形有一路能看到明顯的上沖尖峰。工作半小時,散熱板溫度為45度, 4個190N08管殼溫度:3個為46度,有一個為51度,變壓器也有點熱。但快速二極管一點也不熱。

  

  如果要逆變輸出1000W,前級起碼要能輸出1100W左右,從今天情況來看,溫升好象快了些,溫度主要集中在大功率MOS管和變壓器。因為這樣的結(jié)構(gòu),換管子很麻煩,本來想把190N08換成2907,做一個對比實驗。變壓器熱,我還是認為磁芯質(zhì)量不過關(guān),因為在900W時,每個變壓器單邊繞組的電流不到20A,我用的是0.2X29MM的銅帶,有5.8個平方MM,電流密度只有3A多一些,初級繞組是不應(yīng)該發(fā)熱的;次級有0.74X2,900W時流過的電流不到3A,也不應(yīng)該熱。看來磁芯實在太重要了。

  明天準備用風(fēng)機對散熱板進行主動性散熱,加載到1050W以上。

  繼續(xù)加大負載,再用二個150W燈泡串聯(lián)接上去,因為考慮到大電流時線路的壓降,把電源電壓調(diào)高了0.2V,為12.4V,但到線路板還是只有12.1V(我的電源線是用二根10平方并聯(lián)的)。開機后,工作電流達到98.7A,母線電壓為345V,母線電流為3.151A,此時,實際輸出功率為1087W。D極波形上的尖峰有點加高,達到45Vpp(因為我在設(shè)計PCB時,沒有考慮用吸收回路,再加上尖峰也沒有達到管子的耐壓值,所以也就不去理它了)。此時,功耗達到了1194W,前級的實際效率只有91%了。變壓器溫升很明顯了,因為我在散熱板下面放了一個小風(fēng)扇,所以,管子的溫度一直在40度以下,我只讓它工作了約20分種。

  

  小結(jié):前級的實驗并沒有結(jié)束,我還想用納米晶磁環(huán)做一次實驗,但年內(nèi)肯定是沒有時間了,過了年再試了??磥鞡T在12V時,要提高功率和效率,瓶頸主要是:1.變壓器,包括磁芯質(zhì)量,繞制數(shù)據(jù)及工藝等;2.大功率MOS管,內(nèi)阻一定要小;3.布線及結(jié)構(gòu),我PCB反面大電流路徑都有15-20MM寬的銅箔,填錫達2MM,還加焊了幾根4平方的銅線,結(jié)構(gòu)方面主要是散熱一定要順暢,加小風(fēng)扇是很好的辦法。

  今天的工作本來想把RU190N08和2907做一個對比測試,測試這二種管子在不同輸出功率時的效率情況,于是,先調(diào)整了各種測試儀表,先把已經(jīng)裝在板子上的RU190N08做了測試,測試結(jié)果如下,看來黃工的這幾個管子還是算掙氣,一路測下來,效率情況良好。

  

  接下來就是花了一個多小時換管子,裝上了4個全新的IRFP2907,本是興沖沖開機,希望是一個很好的結(jié)果,但萬萬沒有想到的是------失敗!

  在掛上1號負載時(二個150W燈泡串聯(lián)),工作電流達41.5A,輸入功率達523.3W,輸出功率為283.4W,效率僅為:54%。這可是做夢都沒有想到的結(jié)果,2907管子很快發(fā)熱。



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