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450伏6.6KW隔離逆變電源

十幾年前一直想做一款大功率的隔離逆變電源,一直因為工程量太大,不知從何下手。

前段時間,看到有需求,而且經過這么多年準備,各種柘樸、細節、算法、控制也很熟悉了,應該沒有障礙了,就開始著手規劃、設計,目前已經完成波形調制,輸出AC電壓調整頻率調整,初步功率調整正常,進展順利。

稍微總結一下,目前的逆變電源,24V或12V的低壓逆變,一般以推挽結構為主,這種柘樸輸出能力特別強,功率幾乎能做到2KW,而且是隔離結構,電路也簡單,但是,它不適合幾百伏的高壓電路,比如用400V的直流源產生交流220v的逆變,它不適合。因為這種結構能實現大電流卻很難實現小電流工作,因為它在小電流工作時,會產生很高的反激尖峰,如果是12v的低壓電源,反激尖峰10倍也不過120V,但在400V電壓源時,由漏感,死區形成的反激尖峰反容易高達1000伏以上。

所以,高壓逆變一般用H6橋或雙H橋的方式,這兩種柘樸都是非隔離結構,結構也比較復雜,目前比較實用的一種結構是T形橋柘樸,用T型橋也比較容易實現三相逆變,T型橋也是非隔離逆變,但很容易通過前極全橋隔離變換實現隔離。

我也是采用了T型橋的基本原理,實現的隔離DC-AC逆變,目前測試正常,頻率調節電壓調節都已經實現。

前級用全橋LC實現PWM功率變換,后級僅用來實現交流換相。

目前遇到的問題是,沒有找到合適的正弦波表,導致PWM產生的交流正弦波不夠標準;

滿功率測試方面,準備做一臺10KW的450伏直流可調電源,用來調試這個逆變器,大功率的直流電源太貴了,買不起,自己做一臺吧。

磁芯采用的是UF80磁芯,這種磁芯的繞線空間大,相比EE85磁芯,它的繞線空間更大,EE結構的繞線空間非常小。等調試穩定后,再優化用更大或更小的磁芯結構。

目前用的電壓源是115V300W,圖中功率是96W,軟件增加功率到260W正常,等有合適的電壓源后,再進一步做KW級的功率調試。

如果順利的話,接下來將DC-AC逆變做成可并網結構。

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2022-05-05 13:49

變壓器參數,原邊副邊都是25圈,電感量約400uH左右,氣隙約0.3mm。

 

在全橋LC結構中,通過PWM調制,固定周期實現固定工作頻率,可變占比實現輸出功率變換,工作時狀態遠離諧振點;

原邊相當于全橋硬開關,因為PWM調制用硬開關比較方便,副邊的電容的電感可以諧振,諧振時能輸出較高功率,目前的調試進度還沒有需要用到副邊諧振

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2022-05-05 18:03

目前用到的正弦波數組,不是太理想,正弦波正半周和負半周各64個脈沖,換相過程也很簡單,先讀前64位完成正半周PWM調制,然后,副邊換相,再讀接下來的64位,完成負半周調制,正負半周是完全對稱的。

unsigned int wave[128] = {

5,6,12,19,25,31,37,43,

49,54,60,65,70,76,80,85,

90,94,98,102,105,109,112,114,

117,119,121,123,124,125,126,126,

126,126,125,124,123,122,120,118,

116,113,110,107,104,100,96,92,

87,83,78,73,68,63,57,51,

46,40,34,28,22,16,9,3,

  

 

5,6,12,19,25,31,37,43,

49,54,60,65,70,76,80,85,

90,94,98,102,105,109,112,114,

117,119,121,123,124,125,126,126,

126,126,125,124,123,122,120,118,

116,113,110,107,104,100,96,92,

87,83,78,73,68,63,57,51,

46,40,34,28,22,16,9,3,

  

};

 

    if(data_num ++ > 127)

{

//work_times ++;

data_num = 0;

      igbtLL_on ;  //整組PWM調制完成后換相

      igbtHH_off ; //

}

    if(data_num  > 63)     //正半周調制完成后,換相,繼續下半周調制

{

      igbtHH_on ;

      igbtLL_off ;

}

i = wave[data_num];

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2022-05-06 09:23

雙H橋的逆變,要用到8只MOS管,其中4中做高頻整流(如果不進行雙向轉換,這四只MOS管也可以用快恢復二極管代替),4只做低頻換相。

H6橋逆變用到6只MOS管,4只MOS管高頻整流,2只MOS管負責低頻換相。

T型橋逆變只需要4只MOS管就可以了。T型橋逆變有時候也被叫做三電平逆變

 

另外,還有一種只需要兩只MOS管結構的逆變,還在研究中

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2022-06-13 17:06
@米山人家
雙H橋的逆變,要用到8只MOS管,其中4中做高頻整流(如果不進行雙向轉換,這四只MOS管也可以用快恢復二極管代替),4只做低頻換相。H6橋逆變用到6只MOS管,4只MOS管高頻整流,2只MOS管負責低頻換相。T型橋逆變只需要4只MOS管就可以了。T型橋逆變有時候也被叫做三電平逆變 另外,還有一種只需要兩只MOS管結構的逆變,還在研究中

可以使用逆變橋試試, 300V-600V,10A-80A安培參數。 四顆快恢復二極管組成的一個逆變橋堆。高效結能

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ruohan
LV.9
6
2022-06-15 07:48

你這個變壓器器做的挺好的,

具體的連接是怎么樣的,能詳細點嗎。

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#回復內容已被刪除#
7
2022-07-12 14:42
@ruohan
你這個變壓器器做的挺好的,具體的連接是怎么樣的,能詳細點嗎。

變壓器磁芯是UF80,原邊副邊繞組1:1都是24圈,空載電感量約800uH

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2022-07-23 11:33
@米山人家
雙H橋的逆變,要用到8只MOS管,其中4中做高頻整流(如果不進行雙向轉換,這四只MOS管也可以用快恢復二極管代替),4只做低頻換相。H6橋逆變用到6只MOS管,4只MOS管高頻整流,2只MOS管負責低頻換相。T型橋逆變只需要4只MOS管就可以了。T型橋逆變有時候也被叫做三電平逆變 另外,還有一種只需要兩只MOS管結構的逆變,還在研究中

如果用快恢復二極管替代,快恢復二極管的參數如何選擇

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2023-05-17 14:40

關注,學習

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