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B组:1KW隔离式光伏并网逆变器

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ericjackson05
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高级工程师
  • 2016-6-30 19:33:37
本人是某大学的在读博士,三年级。实验室的名称为“新能源控制与工程研究中心”,主要做光伏逆变器、LED驱动之类的。
这么多届学生过去了,LED驱动做了不少,但是一台能用的光伏逆变器没有做出来。好,我来做!
一来光伏逆变电源、并网、MPPT能够写论文的方向不少,边做边想边找创新点,应该能写出质量不错的论文,有论文才好毕业呀!
二来给实验室留下一台可用的逆变器,以后的学生们可以在上面实现算法,要不除了仿真还是仿真。
我硕士的方向是信号与信息处理,小方向是生物医学信号处理,也就是做心电、胎心监测之类的。由于某种原因,博士跨了这么大的专业,搞电力电子了。我觉得基本东西都是相通的,甚至觉得电子电子比信号处理简单很多,于是乎就信手拈来了。闲话不多说,下面进入正题。
我的终极目标是做个小功率的隔离逆变器,1kW以下的吧;初级目标是做个三四百瓦的隔离电源,也就是蓄电池(12VDC左右)入,220VAC正弦波出。先把隔离电源做出来,前级加上MPPT算法,接光伏电池阵列;后级加并网算法和电路,一个完整的光伏并网逆变器就完成了。
现在逆变电源基本完工,用万能板做的,正在画板,先贴上了几张图镇楼,呵呵
2.jpg
整体

192717h9l6si9pls9sswwp.jpg
局部

3.jpg
再放个我调板子时候照片,哈哈。

以后我争取每天至少发一些心得和想法,和调试逆变器出现的问题和解决方案。
逆变器还没做完,最后做成什么样也不知道,希望和大家共同进步!
1.jpg

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xiaopeijiayou
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  • 2016-6-30 19:38:25
 
期待后续,看起来不错的样子,希望有更多的细节方面的展开
yaner123
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高级工程师
  • 2016-6-30 19:40:11
 
好腻害呀,我最近也在做逆变器呀,有空给 讲下原理吧呀。
fenghao324
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本网技工
  • 2016-6-30 19:43:16
 
楼主本人真帅啊,做的逆变器也不错
yaner123
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高级工程师
  • 2016-6-30 19:43:22
 
师兄你好,我也是在读博士,一年级。有些问题还需要向你请教。
ericjackson05
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高级工程师
  • 2016-6-30 20:31:25
 
好的,互相学习吧,我也是边探索边学习,可能有点方面还不如您呢
ericjackson05
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高级工程师
  • 2016-6-30 20:21:12
 
这层楼的主题是:前级拓扑的选取和MOS管的选择。

为了让一些没有基础的人入门,我先简单介绍一下逆变器相关知识。逆变器就是使DC转换成AC的装置,该装置可以是升压,可以是降压,可以隔离(有高频或者工频变压器),可以非隔离(使用BUCK、BOOST、BUCK-BOOST、CUK、SEPIC等非隔离拓扑)。
楼主做的光伏并网逆变器,就是升压、隔离的;
一般蓄电池的电压为12V直流,充满电14V左右,为了降低设计难度,定输入电压为10-14V;
输出为正弦波,谐波失真率越小越好,中国逆变器就是220VAC,美国逆变器就是110VAC。


我们拟采用LVDC->LVHFAC->HVHFAC->HVDC->HVLFAC的方案,其中LV、HV分别代表低压和高压;LF和HF分别代表低频和高频。
只懂理论,不动手也是徒劳,好吧,开始着手做了!


前级,也就是高频变压器之前,要有一套让直流变成高频交流(方波)的装置吧,这样才能过高频变压器。
我们查到有以下几种方案,长话短说:
1、反激。 优点是电路简单,不需要加磁复位措施;缺点显而易见,初级储能时次级不释放能量,几乎所有能量全部存在变压器气隙中,功率做不大,体积大,而且漏感大,主要适用于一百瓦以下;
2、半桥。优点是输出功率大、开关管耐压低、变压器初级仅需一个绕组;缺点是电源利用率低,不适用于工作电压较低的场合,还有一些诸如直通、并联电容不对称、损耗大等缺点,这种拓扑现在一般很少用在逆变器中了;
3、推挽。电压利用率最高,适合输入电压低的场合,开关管的驱动电路简单,因为不需要浮地驱动,无直通状态,不需要加入死区时间;缺点是开关管所承受的电压高,而且容易偏磁,偏磁累积就饱和了,饱和了变压器就不是变压器了,就是一根导线了,就短路了呀!
4、全桥。类似于L298的H桥吧,1、4管导通时2、3管关断,反之亦然。优点是输出功率大、工作效率高,开关管的耐压值低,不易出现偏磁和磁饱和,变压器初级只需一个绕组,适用于输入电压较高的场合;缺点是驱动较麻烦,有两路需要浮地驱动,会出现直通因此要加入死区时间,也就是所有管全部关断的时间。


我们先排除了反激和半桥,不适合。在推挽和全桥里面,我选择了全桥,基于以下几点考虑:
1、选择一个最复杂的电路能够学比较多的东西,全桥都能做出来推挽就不在话下;
2、如果前级用全桥的话,后级SPWM驱动的也是一个全桥,电路类似,不需重复设计;
3、全桥不适合低电压输入场合,是因为MOS管的导通电阻会使得大电流下出现较高的压降,本来前级就12V,经过两个MOS管的压降之后就所剩无几了。我们可以选择低导通电阻的MOS管来避免这一点。


经过一番对比,最终选择前级全桥使用的MOS管为IRF3710。耐压100V,耐流57A,封装挺小,和7805一样的封装,关键是导通电阻小啊!才23毫欧啊,也就是0.023欧啊。在10A电流流过的情况下,每个管只有0.23V的压降。下面是这个MOS管的一些参数:
A.jpg
B.jpg

最最最最最关键的一点:真是便宜啊!全新的一个IRF3710才1块多钱,和那些拆机管卖到好几块钱的相比真是天大的实惠啊!我们这些穷学生能省一点算一点,晚饭还能多个肉菜!
总之这个管作为逆变器的前级不错,大家可以参考一下,应该是找不到比这个更合适的MOS管了。
yaner123
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高级工程师
  • 2016-6-30 21:03:39
 
好详细呀,谢谢啦,我仔细研究下
lilstu
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LV6
高级工程师
  • 2016-6-30 23:31:12
 
反激能量储存在气隙中这说法值得商榷,电感储能应该与气隙无关,举个例子,棒状电感和空心电感储能,谈什么气隙?我更倾向于气隙只是降低磁导率,改变了BH曲线的斜率,使磁芯抗直流特性增加,因而能够承受更大的磁场强度,而磁场强度决定了在相同磁感应强度下电感的储能,能量是储存在磁场里的,就像电容储能,能量储存在电场里,所以气隙与储能不储能无关。
ericjackson05
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高级工程师
  • 2016-7-1 09:38:18
 
嗯,您说的对!我可能没表达清楚,呵呵。
我理解加气隙有以下几个作用:
1、您看横轴是磁场强度(H),纵轴是磁通量(Φ)的那条曲线,也就是所谓的磁滞回线。
H与线圈电流I成正比(H=NI/lm),其中N是线圈匝数,lm是平均磁路长度;
Φ与磁通密度B成正比(Φ=BAc),其中Ac是窗口面积。
所以H-Φ曲线也反应了I-B的关系,电流大了以后,超过Isat,磁芯会饱和,进入Bsat。
这里Bsat铁氧体就是0.3T,硅钢片就是1-2T,坡莫合金就是0.5-1T,铁硅铝(Sendust)就是1.05T。


咱不能让磁芯就如饱和状态啊,要不就短路了。可以选择饱和磁通密度稍大的材料,或者加入气隙。
因为I-B曲线的斜率就是1/R,其中磁阻R=lm/(μA)。
然后加入气隙可以使磁阻增加:Rc+Rg=lm/(μcAc)+lg/(μgAg),其中后面这一项就是气隙的磁阻
然后就使得斜率降低,曲线更平缓。
因此加入气隙可以提高饱和电流,使变压器能够过更大的电流而不饱和。


2、磁芯的磁导率μc受温度的影响大,而空气磁导率μg受温度影响小,加入气隙可以使电感量尽可能小的受外界因素影响;
3、气隙虽然增加了磁阻,但是降低了电感量,因为电感定义为L=(N^2)/(Rc+Rg),所以要实现相同的电感量需要更多匝数,而且气隙增加了漏感,这是缺点。
小白he小黑
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初级工程师
  • 2016-7-16 13:30:10
 
假如将磁环假如一点气息,磁场的储能会增加,和相同体积的磁环哪个储能会更大?
为什么?
绍兴大力
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  • 2016-9-20 08:00:24
 
前楼已经回答你了,抗饱和电流增大了,磁芯能量自然会增大。
绍兴大力
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  • 2016-9-18 17:26:08
 
很多说法存在气隙里,我也认为存在磁场里.
renchengda
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本网技工
  • 2017-6-4 23:04:59
 
磁场存储的能量是H*B,气隙磁导率小,但与磁芯的B一样大,因此气隙H更大,大部分能量存储于气隙中,这个说法没错的
qkpufo
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本网技工
  • 2016-8-30 17:04:33
 
楼主关于推挽还是再仔细看一下吧
电源之友
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高级工程师
  • 2016-7-1 08:54:36
 
你这明显赚分数哈,继续关注楼主下文。
ericjackson05
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高级工程师
  • 2016-7-1 09:39:49
 
呵呵,我就是写一个技术日志似的,留个存档,可能以后自己写论文时候有用。
Coming.Lu
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  • 2016-7-1 09:51:57
 
万能板搭,这个有点挑战。
ericjackson05
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高级工程师
  • 2016-7-1 09:53:52
 
嗯 用万能板搭的各个位置波形还可以,输出波形失真也挺小。我这已经在画PCB了,呵呵~
yanyangdz
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高级工程师
  • 2016-7-1 10:50:16
 
方案探讨:QQ:775033039   LLC方案群组: 116760409 (可提供样机测试。。。。并协助开发)
ericjackson05
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高级工程师
  • 2016-7-1 15:53:04
 
这一层主题:全桥MOS管的保护和吸收电路
我喜欢从细节入手,把所有细节都做好了,那么全局基本上也就做好了。
做开关电源时听到最多的一个词就是炸管,所以这一层从MOS管的保护入手,做出来的东西不论在多么恶劣的情况下,千万不能炸管啊!
我先大概画一个综合了很多电路,得出来的MOS管保护电路:
1111.jpg
按我自己的理解和查找一些资料,我解释一下每个器件的作用:
1、栅极电阻Rg:又叫驱动电阻,消除寄生电感和寄生电容引起的震荡;转移驱动器的功率损耗(电容电感都是无功元件,不加栅极电阻损耗全部消耗在MOS管内部);调节驱动速度(栅极电阻值与驱动速度成反比,太高的电压电流变化率会造成较大干扰);
这个电阻一般根据额定电流选取经验值,50A以内取10-20欧,电流越大取值越小;栅极电阻的功率P=FUQ,F为开关频率,U为驱动电压峰峰值,Q为选取MOS管的栅极总电荷量。比如说我选取的IRF3710,官方PDF中有一项Total Gate Chargeg=130nC,我选择的开关频率和驱动电压分别是40kHz和15V,可以计算出P=40e3*15*130e-9=0.078W,留一些余量,选择0805封装的0.125W或者1206封装的0.25W 10欧贴片电阻足够!
2、和栅极电阻反向并联的二极管:这个二极管是在MOS管关断瞬间,将栅极电荷快速释放掉,以使得MOS管迅速关断,我采用1N4148;
3、栅源之间的电阻Rgs:一是为MOS管提供偏置电压;二是泄放掉GS之间的静电,因为GS之间的电阻非常大,少许静电就会产生高压击穿GS或导致误动作。这个电阻的值一般按照经验值选取10K-100K即可;
4、与DS并联的反向肖特基二极管D1:我选取D1的原则是恢复时间尽可能短,正向压降尽可能小,因此选择了肖特基二极管SS310。上网看到有人说这个二极管不用加,我觉得要加上。因为MOS管的寄生二极管(体二极管),也就是图中画在管壳中的二极管是固有的,不是在生产过程中特意加进去的,而是MOS管的结构形成了这个二极管,其恢复时间长而且正向压降大。在关断瞬间反向恢复电流的冲击下,它一承受不住整个MOS管就完蛋了;
5、R2、C2和D2构成了RCD吸收电路,snubber电路中其中的一种,这里我要详细解释一下snubber电路,希望对大家有用。


SNUBBER电路直译过来就是缓冲器,或者叫做保护电路,其作用主要有
1、对负载线进行整形,使其在安全操作范围(Safe Operating Area,SOA)内;
2、降低或者消除电压、电流尖峰;
3、限制di/dt和dv/dt;
4、减少开关管总损耗;
5、降低由阻尼电压或者电流振铃引起的EMI;
6、将功率损耗从开关管转移到电阻或者负载上去。
大家见过最常见的就是RCD吸收电路,实际上常用的有三种:
1、RC吸收电路(RC snubber circuit)
RC.jpg
这种电路能够抑制瞬态电压、寄生振荡和dv/dt;
不适用于高频场合,因为电阻无论在开关管开启和关断时刻都会消耗能量,损耗非常大!


2、充放电型RCD吸收电路(Charge and discharge RCD snubber circuit)
RCD.jpg
比较有效的吸收关断时刻的冲击电压。
这种吸收电路的损耗P=(1/2)*L*I^2*f+(1/2)*C*Vd^2*f,其中L表示直流母线中的寄生电感;I是在关断时刻流过开关管的电流;Vd是直流母线电压;f是开关频率。
依然不适合高频场合,因为在每个开关周期,电容都会充一次电和放一次电,这些能量白白浪费掉了!


3、放电抑制型RCD电路(Discharge-suppressing RCD snubber circuit)
supressing.jpg
这种保护电路对关断瞬态电压抑制能力较差。
总损耗P=(1/2)*L*I^2*f,损耗明显比上面那个电路少一项。
适用于高频应用场合!


本人拙见,大家有意见和建议可以互相讨论交流,谢谢~~
lilstu
  • lilstu
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高级工程师
  • 2016-7-1 18:30:27
 
RCD吸收电容上的电不是彻底放完的哦,RCD吸收能量来源主要是变压器漏感及引线的寄生电感,和母线电压没啥关系,你要是彻底放完得多大损耗了,冬天可以当烤炉了
小白he小黑
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初级工程师
  • 2016-7-16 13:36:45
 
楼主,辛苦了,我们学习了,
对于删极电阻的作用,个人理解,有一个非常重要的作用,是对应开关损耗,并联的二极管,只是会加快关断的速度,
但是这样有更严重的一个问题需要考量,关断速度加快对应了di/dt变大,问题来了,尤其是楼主手动搭接的换流回路,关断尖峰挡都挡不住。
YTDFWANGWEI
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  • 2017-5-24 08:18:37
 
如果是这种吸收,电容不会每个周期都充放电的。损耗的计算方式也不对。
micm_matlab
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本网技工
  • 2017-6-6 19:27:56
 
我觉得全桥电路里面的MOSFET不需要反并联肖特基二极管,就用MOS的体二极管就行:因为上下两个对角二极管导通的时候,是承受了反向母线电压的,所以二极管的正向电流会迅速下降,在死区时间内就完成了反向恢复,反向恢复电压很小。
fly0517
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本网技工
  • 2017-9-18 15:41:10
  • 倒数2
 
你好,能具体解释一下D1的作用么,反向恢复的时候体二极管会有大电流冲击,但是反向并联的肖特基也起不到保护的作用啊,求解释
TD-大炮台
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高级工程师
  • 2016-7-1 22:06:06
 
楼主加油,做完了可否把电流环算法分享一下,我们也是在做一个小功率并网项目,目前是被坑在电流环上了,无奈水平有限老师们也不晓得怎么搞了
ericjackson05
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高级工程师
  • 2016-7-2 15:57:14
 
好的,我还没做到并网算法,等做到了@你,咱讨论讨论,互相学习
XIAOTU80
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  • 2016-7-2 10:39:36
 
光伏逆变,宣传的响亮,好像市场前景不大看好
ericjackson05
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高级工程师
  • 2016-7-2 15:55:46
 
我觉得的确是这样,尤其是中国,政策不完善,也没那条件。欧美国家独门独院,放一排电池板自发自用,多余的并网,国家还给补助。反正我就做着玩呗,管它市场怎么样,先毕业再说(-:
汪诺5
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本网技工
  • 2016-8-12 20:35:17
 
支持你!
ericjackson05
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高级工程师
  • 2016-7-3 22:14:54
 
今天的主题是:逆变器的辅助电源部分
辅助电源说起来容易做起来不是那么好做的。
因为做一个完整的逆变器需要三个电源,对应三个地,分别是:
主控制器的电源和地:VCC和SGND;
前级功率电源和功率地:F15V和FGND;
后级功率电源和功率地:R15V和RGND。


这些电源和地都要由蓄电池(12-14V)转换出,因为我考虑到以下两种情况:
家里停电,根本没有电网的电,如果用反激做辅助电源根本不可能实现;
带着蓄电池去野外,根本没有电网的电。


先说最容易产生的一组电源和地:与蓄电池非隔离的F15V和FGND
由于输入是12-14V,只需要采用非隔离拓扑——BOOST控制芯片即可,本人采用SX1308,国产的大电流输出的芯片如下图:其中VIN代表蓄电池的输入
SX1308.jpg
这个芯片最高能达到4A的输出电流,由于开关频率高(1.2MHz),因此可以用很小电感量的电感即可满足要求,其输入范围为2V-24V,最高输出28V。


再说稍微容易产生的一组电源与地:后级电源地R15V和RGND,这组电源需要隔离。说到隔离就需要用隔离变压器,正好逆变器中的主变压器可作为这一组辅助电源的隔离变压器,因此我再主升压变压器上加个一个绕组,匝数比使得输出加整流滤波后,大概18V左右,再加一个简单的7815搞定。


最后,我认为最难产生的就是信号电源和信号地(VCC和SGND),这组电源供运放、电流霍尔传感器芯片、MCU等信号处理的器件使用,也是需要与蓄电池隔离。而且,最最最最重要的一点是,这个电源肯定不能用主变压器加绕组的方式获得,因为没有MCU产生高频方波,变压器如何起振?因此这个电源是整个逆变器里最先启动的才对!
考虑了很久,我想到以下几种方案,现在还在尝试中:
1、用反激控制芯片,比如说TOP224之类的,搭建个低电压输入,降压的反激电路。PI官方的设计软件不支持12-14V输入的场合,一般都要85VAC以上才可以。我就不信这个邪,自己计算参数,用TOP224搭出来个反激,暂时还没有调出来;
2、用隔离降压DC-DC模块,比如说这个B1205S-2W,就可以把12V降到5V。
B1205-2W.jpg
但是存在以下几个问题:输入能承受的电压范围是±10%,也就是10.8V-13.2V,超过就烧了,而一般蓄电池充满电绝对能达到14V,超出范围;输出带载能力有2W/5V也就是400mA,有点小吧,带的芯片一多就稳不住了;输出不能开路,否则必烧;有点贵,某宝上8块钱十几块钱的都有。不过这是我想到的最靠谱的方案了,虽然还是不尽如人意。


大家对于这种低压输入,隔离降压的电源有何更好的方案呢?给支支招,帮忙推荐芯片或者模块,非常感谢!
fenghao324
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本网技工
  • 2016-7-3 23:03:13
 
对于隔离的12V降5V,我们也没有很好的办法,大家有没有比较好的想法呀
TD-大炮台
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  • 2016-7-3 23:34:01
 
隔离的不是很简单么,你说的to系列芯片搭个小反激完全没问题啊
fenghao324
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本网技工
  • 2016-7-4 18:03:54
 
to系列芯片一般都要85VAC输入以上才可以啊,12V—14V也可以吗
TD-大炮台
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高级工程师
  • 2016-7-4 19:11:11
 
TO224Y可以都差不多的
ericjackson05
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高级工程师
  • 2016-7-6 17:46:21
 
嗯 托您吉言,采用TOP224搭建的低压直流输入隔离降压电路,调试成功了!
12V输入,输出隔离的8V,采用7805降压至5V供运放之类的使用,再采用AMS1117-3.3降压到3.3V供DSP使用。
电路图如下:
TOP224.jpg
其中变压器采用EE13,初级次级偏置绕组的匝数比为30:20:16,8V的带载能力500mA以上。
TD-大炮台
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  • 2016-7-7 14:55:53
 
呵呵 调好好就行
qkpufo
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本网技工
  • 2016-7-19 17:42:42
 
对于反激开关电源的设计我建议你要是想学好的话还是仔细看一下,我曾经设计过直流输入36V——100V的用于mppt控制器的都没有问题的,
这个不能单纯依赖用所谓的软件来计算出来,还有那个用TOP器件的话也可以的,我一直是用UC3842经典芯片控制,也可以使用UC3845.
这个辅助电源的话使用LM2596s完全可以,使用LM系列的也没问题的。能简化的就简化。
qkpufo
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本网技工
  • 2016-7-19 17:54:02
 
原理图.jpg
peace_zk
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本网技工
  • 2016-8-4 18:53:34
 
请教一下,你的那个Q2r7那一块有什么作用?
gongwl-mt
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  • 2016-7-4 20:02:02
 
你这个采用的是推挽式四管驱动结构吗,不知控制芯片用的啥?
ericjackson05
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  • 2016-7-5 10:36:49
 
前级不是推挽结构,就是全桥结构,用了四个低导通阻抗的MOS管
lizlk
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版主
  • 2016-7-5 20:45:07
 
支持创新!
ericjackson05
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  • 2016-7-6 17:48:50
 
谢谢谢谢!希望多多关注,多多交流~
飞鸟008
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  • 2016-7-6 16:07:01
 
期待你的帖子更新。能用万能板搭个1000W的逆变,你够牛
ericjackson05
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  • 2016-7-6 17:47:56
 
嗯,争取每天更新,最近有点忙,所以不定期更新。最终还是要画板子的,边摸索边做呗,毕竟之前没有做逆变器的经验。

xinhurenfengsl
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  • 2016-7-7 09:53:18
 
学习下
看起来不错
ericjackson05
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  • 2016-7-8 16:20:40
 
这层楼的主题是:SPWM波的计算与调制方法(预告:下一次的主题是SPWM的控制方式)我尽量描述细一些,这是产生完美正弦波形的基础。
产生SPWM的方法主要有三种:等效面积法、自然采样法和规则采样法。
1、等效面积法
在采样控制理论中有一个重要的结论:冲量相等而形状不同的窄脉冲加在具有惯性的环节上时,其效果基本相同。冲量即指窄脉冲的面积。这里所说的效果基本相同,是指环节的输出响应波形基本相同。如果把各输出波形用傅里叶变换分析,则其低频段非常接近,仅在高频段略有差异。
按照我的理解,就是把正弦波的一个周期拿刀切,假设切成100份,也就是得到100个弧顶梯形。每个弧顶梯形的面积分别为S1、S2、S3、S4...、S100。然后用任意波形的脉冲P1、P2、P3、...、P100,来替代这100个弧顶梯形的面积。也就是说:P1面积=S1;P2面积=S2;P3面积=S3....100面积=S100.
其中脉冲的波形可以是矩形波、可以是三角波、可以是锯齿波、可以是歪歪扭扭的波形,我画个示意图如下(Visio不好画,我就在纸上画啦):
示意图.jpg
脉冲当然可以等幅不等宽,也可以等宽不等幅。
在上面的图里面,矩形脉冲的等幅不等宽版本,就是SPWM波了!
等效面积法的每个小面积都可以对正弦波积分,求出精确值。每个面积除以幅度,也就得到了每个矩形波的宽度(占空比)。无疑,这种方法得到的占空比是最精确的,因为没有任何舍入误差!
但是,用这种方法的计算量很大,DSP要根据要得到正弦波的频率、幅度、相位,实时计算积分值。
我们做的逆变器,输出正弦波频率不会变,50Hz;输出幅度可以按照归一化的正弦波形进行等比例缩放。因此可以按照等效面积法,提前用MATLAB计算出精确的正弦表,写入DSP的程序中,方便、快捷,而且精度极高,不消耗DSP的运算资源。


2、自然采样法
自然采样法和规则采样法都属于调制法,即把希望输出的波形(50Hz正弦波)作为调制信号,把接受调制的信号作为载波,通过信号波的调制得到所期望的PWM波形。通常采用等腰三角形或锯齿波作为载波,其中等腰三角形应用最多。因为等腰三角波上任一点的水平宽度和高度成线性关系且左右对称,当它与任何一个平缓变化的调制信号波相交时,如果在交点时刻对电路中开关期间的通断进行控制,就可以得到宽度正比于信号波幅值的脉冲。
下面摘两个图说明自然采样法,分别是单极性和双极性的。
1.jpg


2.jpg


3、规则采样法
规则采样法类似于自然采样法,其计算量最低,但是精度最低,是一种应用较广的工程实用方法。
刚才那个自然采样法是根据三角波与正弦波的交点,作为SPWM电平翻转的点。
这样得到每个脉冲的中点不和三角波周期的中点(负峰值点)重合。而规则采样法就是让它重合,示意图如下,我就不解释说明了,一目了然:
3.jpg
这样做就可以使得每个矩形波关于采样周期的中点对称,在数学上更容易计算。


其实自然采样法和规则采样法,我认为更适合产生频率实时在变、波形实时变的波,也就是不一定是50Hz的正弦波,经过低通滤波器可以产生任意频率比如说100Hz、1kHz、10kHz之类的,三角波、方波、锯齿波,甚至可以模拟出心电信号,或者用于跳频通信之类的都可以,我们做逆变器要求输出谐波失真小、精度高,就用等效面积法啦,通过MATLAB积分计算,得到正弦表写入DSP。
MATLAB程序过两天放出~

TD-大炮台
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  • 2016-7-8 21:33:47
 
我们用的也是正弦表法,锁相用的是零点中断,不过用的是M3控制器
ericjackson05
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  • 2016-7-9 10:20:47
 
你用的Cortex M3?我总觉得用ARM内核不如用DSP,ARM适合搞个人机交互界面、编个通信协议啥的,我觉得产生PWM、编写并网算法之类的还是DSP更合适,因为里面有ePWM、HRPWM之类的精度比较高而且方便。
TD-大炮台
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  • 2016-7-11 13:24:49
 
用啥都不是问题,DSP不会嘿嘿,再就是如果楼主把电流环算法的思路能讲解下再好了,这个在光伏并网里面很重要,也是防止倒灌的途径。
ericjackson05
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  • 2016-7-11 15:49:42
 
嗯好的,我现在还没有实现并网,等我编写出并网算法之后咱们再交流~
ericjackson05
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  • 2016-7-11 17:18:18
 
这一次的主题是:SPWM的控制方式
这次主题我完全靠自己的理解和记忆写,因为很多书写的都是云里雾里说不清楚道不明白,而SPWM波的控制方式是非常重要的。
产生脉宽可变的PWM波(即方波),脉宽对应要生成正弦波的幅值,周期不变,脉宽越大幅值越大。
因此在正弦波的峰值处取到最大脉宽,在正弦波靠近横轴附近取到最小脉宽,这里的最大和最小脉宽一般不取100%和0%,而是距离满值稍微留一些余量,我取95%和5%。
但是这里随正弦变化的SPWM波并不是正弦波,还要经过一级滤波,使之平滑。按照一般资料上说的,低通滤波器的截止频率选择十分之一的载波频率以下,选择十倍工频以上。我的载波采用10kHz,那么这个截止频率我选择500Hz-1kHz为宜。


SPWM的控制方式主要有以下两种:单极性、双极性
后级的全桥控制电路示意图如下:全桥之后接了一个LC滤波器,输出就是工频正弦波,其中DC_BUS大概需要直流350VDC至400VDC。
全桥开关S1、S4的波形相同;S2、S3的波形相同。
1.jpg


1、单极性控制方式
2.jpg
图中,T是正弦波周期(20ms),S1、S4在半个周期中产生SPWM波,对应输出正弦波的正半周期;然后S1、S4完全关断半个周期,S2、S3产生SPWM波持续半个周期,对应正弦波的负半周期。
假设DC_BUS的电压值是V,占空比为D(随正弦波幅度在变化),那么输出正弦波的幅值为Vpeak=D*(±V),正半周取正,负半周取负。


这种控制方式的缺点是:假设采用IR2110,波形不能在某时间段内持续为低啊!假设低端管持续为低,高端管根本无法自举啊!根本没有驱动波形啊!
如果不用IR2110,高端采用IR2125,低端可采用IR2121,一个管就要用一个驱动芯片,电路忒复杂啦~
所以采用下面要谈到的双极性控制方式。


2、双极性控制方式
3.jpg
S1、S4产生SPWM波,不考虑死区的话,S2、S3产生与之互补的SPWM波。
也就是说每个周期S1、S4的占空比为D,S2、S3的占空比为(1-D)。
这样驱动MOS的波形就没有“持续低”的状态了,IR2110就能胜任了!
双极性控制方式的原理如下图,公式我也推清楚了:
4.jpg


因此,
单极性控制方式是D 正比于正弦波幅值;
双极性控制方式是(2D-1) 正比于正弦波幅值。
当D>0.5时,2D-1大于零,产生正半周的正弦波;
当D<0.5时,2D-1小于零,产生负半周的正弦波。
ericjackson05
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高级工程师
  • 2016-7-12 10:48:35
 
现在放出MATLAB计算双极性SPWM,产生正弦表的程序
正弦表我生成了txt格式的表,并做成了C语言数组的形式,直接写入DSP即可;
TBPRD之类的值,也直接写入DSP。
程序不长,我已经精简了很多,本人比较讨厌又臭又长的程序,呵呵。

clc;clear;close all;
A=1;        %正弦波幅值
fs=10e3;    %采样频率,即SPWM波频率
f=50;       %正弦波频率(工频)
w=2*pi*f;   %正弦波角频率
T=1/f;      %正弦波一个周期时间
N=fs/f;     %每周期采样点数
Ts=T/N;     %采样间隔

Vcc=3.3;    %DSP输出电平
fdsp=60e6;  %DSP主频
tdz=300e-9; %死区时间300ns
K=2*tdz/Ts; %2倍死区时间占采样周期比例
maxD=0.95;  %设置最大占空比
minD=0.05;  %设置最小占空比

for i=0:N;    %积分刻度生成
    G(i+1)=i*T/N;
end

for i=1:N;
%定积分法
sinetable(i)=-A/w*(cos(w*G(i+1))-cos(w*G(i)));
end
%实际上sinetable存的是每个周期的面积值

Dinitial=(sinetable./Vcc-K+1)/2;   %初始占空比(等效面积定义法)
%并根据SPWPM公式:(2D-1+K)*Vcc=SinArea
D=mapminmax(Dinitial,minD,maxD);      %映射至最大最小值之间

TBPRD=fdsp/(2*fs)
TABLE=round((1-D).*TBPRD);      %即保存TxCMPA的值(半个周期)
Dactual=(TBPRD-TABLE)./TBPRD.*100;           %实际占空比(百分数)
TABLE=reshape(TABLE,10,length(TABLE)/10);
TABLE=TABLE';
[m,n]=size(TABLE);
%写入文件
fid = fopen('sinedata.txt','w');
for i=1:m
    for j=1:n
        if j==n&&i~=m
            fprintf(fid,'%3d,\n',TABLE(i,j));
        elseif j==n&&i==m
            fprintf(fid,'%3d',TABLE(i,j));
        else
            fprintf(fid,'%3d,\t',TABLE(i,j));
        end
    end
end
fclose(fid);
tablesize=m.*n

不让上传.m的文件,我传个txt的程序:
SineTable_Bipolar.txt (1.48 KB, 下载次数: 1156)
yaner123
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  • 2016-7-12 17:11:28
 
不错不错呀
lbg87759906
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  • 2016-7-16 17:38:21
 
楼主,DSP程序能发一下吗?
ericjackson05
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  • 2016-7-16 20:52:55
 
完整的还没有整理好,等整理好了我发给您哦~
lbg87759906
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  • 2016-7-16 21:50:23
 
谢谢师哥
lbg87759906
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  • 2016-7-16 22:46:59
 
师哥,我的编程能力不好,我想问一下,matlab运行出的TABLE里的数据就是所谓的表格吧,在dsp中这些数据是要写到比较寄存器中吧,是这样吗?师哥能不能给讲解一下,谢谢。
w1435054433
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  • 2017-1-5 12:56:59
 
能发我一份程序吗?1435054433@qq.com谢谢了
w1435054433
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  • 2017-1-7 13:12:19
 
大牛,DSP程序能发一份吗?万分感谢了、我的邮箱1435054433@qq.com,万分感谢了
ericjackson05
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  • 2016-7-12 17:37:43
 
今天的主题是:如何获知SPWM波形是否正确
SPWM波形产生出来之后,用示波器看是这样的,如下图,脉宽一直不停的变化。
PRINT_01.BMP
定格之后,PWM波就会停在某个占空比:
PRINT_02.BMP


如何知道这个SPWM波是否正确呢?需要加一个低通滤波器。前几期已经说过了,低通滤波器的截止频率应选择500Hz-1kHz比较合适。
低通滤波器可以采用无源LC低通滤波器,也可以采用有源低通滤波器,无论哪种滤波器都可以用软件计算出具体的参数。
作为信号处理毕业的硕士,设计滤波器是我的基本功,在此顺便给大家推荐一款软件:FilterSolutions
我设计了一款1kHz截止频率有源低通滤波器,滤SPWM波,软件界面如下:
11.jpg
配置为巴特沃兹型,阶数为四阶,截止频率为1kHz,选择“有源”,左下角选择“低通”,右面选择比较常用的Sallen-Key型滤波器。
点右下角的Synthesize Filter,设计完毕!
蹦出来两个图,电路图和频率响应图:
12.jpg
电路图右上角可以选择电阻、电容的容差,我都选择了5%,因为理论计算值可能实际上是没有的。
选择5%之后,电阻、电容值就变成了实际中肯定有的值。
运放型号请君随意,我喜欢用MCP6004,,轨到轨的比较方便。你们要是想用LM324就用~没所谓。
按照上面的电路图搭就行了,肯定不会错,注意运放供电!


13.jpg
蹦出来的第二个图是频率响应图,黄线是幅频响应;绿线是相频响应;紫罗兰色的线是群延迟。
主要关注幅频响应就行,其他俩在这里不重要。
看看-3dB截止频率是不是1kHz,是的话OK!


搭建好这个滤波器之后,就可以用示波器看看输出波形,对于双极性SPWM而言,是一个完整的正弦波;对于单极性SPWM而言,是正弦波的上半周或者下半周。我的程序是双极性的,滤波之后的波形如下:
PRINT_00.BMP
效果还不错哦。再来看看频谱:
WP_20160712_17_02_47_Pro.jpg
可以看到直流附近有个尖峰,50Hz有个尖峰,这就对了!
直流尖峰是因为这个正弦波是有直流偏置的呀,DSP不可能输出负电压。
50Hz的尖峰就是要产生的工频。
我还想测试一下谐波失真率,但是实验室条件简陋,等改天借来一台谐波失真测量仪之后再放数据。
总之,以上这些方法可以证明你编写的SPWM波形基本正确无误。
jideming
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本网技师
  • 2016-7-15 15:26:58
 
希望一直更新分享。
qkpufo
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本网技工
  • 2016-7-17 08:59:05
 
鄙人不才,某学校硕士生一名,下面是我做的单项离网逆变器3000W,出于对光伏发电的热爱才搞了这个,上图。
下面是板子背面和正面图片 本帖最后由 qkpufo 于 2016-7-17 09:03 编辑

背面.jpg
正面.jpg
qkpufo
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本网技工
  • 2016-7-17 09:06:48
 
板子是12/24/48V通用板,这里为了设计方便,mos管的散热方式有多种可以使用F型散热片也可以使用一块大的
铝散热片进行散热这样的话基本不用风扇,散热效果杠杠的。下面是装机图:

完整.jpg
qkpufo
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  • 2016-7-17 09:08:11
 
再看一下测试波形,
qkpufo
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  • 2016-7-17 09:08:57
 
再看一下测试波形,
qkpufo
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  • 2016-7-17 09:10:46
 
再看一下测试波形,
测试1111.jpg
ericjackson05
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  • 2016-7-17 09:14:56
 
嗯,相当棒!赞一个!您用的主控制器是什么?
qkpufo
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  • 2016-7-17 09:18:12
 
上传图片怎么这么慢有时候传不上去
qkpufo
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  • 2016-7-17 09:15:15
 
第一次发帖别见怪,前级使用推挽模式后级使用SPWM模式单极性。正在努力搞6KW,下面是总装机+外壳,还有更大的机箱是为大容量准备的:



qkpufo
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  • 2016-7-17 09:26:25
 
第一次发帖别见怪,前级使用推挽模式后级使用SPWM模式单极性。正在努力搞6KW,下面是总装机+外壳,还有更大的机箱是为大容量准备的: 背面2.jpg 正面1.jpg 总装2.jpg 总装3.jpg
下面是板子和蓄电池
板子1.jpg 电池1.jpg
qkpufo
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  • 2016-7-17 09:27:24
 
下面是总系统图片
总装.jpg
qkpufo
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  • 2016-7-17 09:29:58
 
欢迎学习交流,目前还有套件。因为处于成本考虑要是单纯做离网的话,DSP是很浪费的。
前级使用TL494或SG3525均可。
ericjackson05
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  • 2016-7-17 10:31:52
 
嗯 向您学习~!有问题还要请教您
qkpufo
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本网技工
  • 2016-7-17 20:50:06
 
不用这么客气咱们共同学习我这是来给你顶贴呢。
y_sue
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本网技师
  • 2017-4-29 10:30:30
 
关于并网部分有些问题能请教一下吗,568038246,这是我QQ
jideming
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本网技师
  • 2016-7-18 20:31:19
 
原理图和程序后续会不会分享?
ericjackson05
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  • 2016-7-19 08:58:10
 
会分享,放心!
w1435054433
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  • 2017-1-5 12:59:01
 
能发我一份原理图和程序吗?谢谢了1435054433@qq.com
半岛fernando
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本网技工
  • 2017-9-16 08:28:33
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楼主能发一份原理图给我吗?谢谢 ytsxtnsl2011@163.com
WYJ180
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本网技工
  • 2017-7-19 14:39:03
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能加下QQ吗。我的526841522 ,在做IGBT散热器,和你做的这个差不多,请教下
wzl93
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助理工程师
  • 2016-10-17 19:26:57
 
楼主,你好,能发我一个FilterSolutions安装包吗??1019981950@qq.com
ericjackson05
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高级工程师
  • 2016-7-17 10:26:16
 
今天的主题是:滤波电感的计算
滤波电感总共有两个,一个是整流之后的直流滤波电感;另外一个是输出滤波电感。两个滤波电感的计算方法是一样的,现以输出滤波电感的计算为例。
选取LC型二阶滤波,那么低通滤波器的3dB截止频率f=1/(2*pi*sqrt(L*C))。如果选取L=5mH的话,要实现1kHz的滤波器,计算得到滤波电容为5uF,取能买得到的近似值4.7uF即可,注意耐压值和极性。直流滤波电容可用普通的电解电容,输出滤波电容用无极性的CBB电容。
那么根据5mH如何选择磁芯、计算匝数和其他参数呢,这就是下面要讨论的问题。
1、选择漆包线线径
有个口诀:
十下五,百上二,
二五三五四三界,
柒拾玖五两倍半,
铜线升级算。


这个口诀的意思是:
横截面积10平方毫米以下的,横截面积*5=能通过的电流;
100平方毫米以上的,横截面积*2=电流;
25以上35以下乘以4;
35以上70以下乘以3;
70以上95以下乘以2.5;
中间没有覆盖到的数值,往就近往粗了取。
如果是铜线(不是铝线),那么上面计算出来的电流值再乘以2倍(过相同的电流,铜线更细)。


举个例子,0.4mm直径的纯铜漆包线能过多大电流呢?
半径就是0.2mm,横截面积=pi*0.2平方=0.126mm^2
0.126在10以下,所以乘以5;又是铜线,再乘以2。
所以能过0.126*5*2=1.26A电流。


2、选择磁芯
由于滤波电感要注入很大的直流偏置,所以饱和磁通密度要大,否则电流大磁芯容易饱和,电感失效。
常用的磁芯的饱和磁通密度我总结如下:
铁氧体:0.25-0.5T;
铁粉芯、坡莫合金(铁镍合金):0.5-1T;
铁硅铝合金(Sendust,山达斯特合金):1.05T;
叠层铁,硅钢片,非晶磁芯:1-2T。


选择前两种,饱和磁通密度太小,容易饱和。一般选择铁硅铝合金比较合适,我见过的逆变器大部分选择的滤波电感的确也是铁硅铝磁芯。


3、计算匝数
计算电感的匝数没有计算变压器那么复杂,很简单的一个公式:
L=AL*N^2
即电感量等于电感系数乘以匝数的平方。
其中电感系数就是磁阻的倒数,AL=μAc/lm  其中μ是磁导率,Ac是磁芯横截面积,lm是平均磁路长度。当然这个电感系数不用这么算,选定磁芯之后找到官方技术文档,直接给出了AL值。


举个例子:我选择77548A7这个磁芯,打开PDF文档之后第一个表就给出了电感系数值为127nH/T^2
111.jpg
根据这个值,立刻能算出匝数:
N=sqrt(L/AL)=sqrt(5mH/127nH)=198圈!


4、验证饱和磁通密度对应的饱和电流
Isat=Bsat*lm/(μ*N)
PDF中的125为相对磁导率,磁导率=相对磁导率*真空磁导率=125*4*pi*10^-7
lm就是下表中的Le=81.4mm
2222.jpg
所以Isat=1.05*81.4/(125*4*pi*10^-7*198)=2.65A


也就说是选用77548磁芯实现5mH的电感值,最高能够通过2.65A的电流,再往上就饱和。


5、计算窗口是否能绕得下198匝漆包线
还是看上表,窗口面积WA=297mm^2
由于以下四点原因,导致窗口利用率Ku<1
a、使用横截面为圆形的线,但是绕制的时候必然会占用正方形的面积;
b、绕线技术,人工绕必然没有机器绕得好;
c、漆包线要考虑绝缘漆皮厚度;
d、绕在骨架上,骨架可用面积必然小于磁芯窗口面积;


窗口利用率Ku按照以下规则来取:
Ku=0.65: 低压铜箔变压器,电感;
Ku=0.5:简单低压变压器;
Ku=0.25-0.3:离线变压器;
Ku=0.05-0.2:千伏级别高压变压器


所以电感取0.65,为了保险起见可以取更小一些。
0.65*297=193平方毫米;
而198匝*pi*0.2^2=25平方毫米;
25平方毫米远小于193平方毫米,能绕得下没问题!
因此使用77548磁芯能够绕得下198圈直径为0.4mm的漆包线!


重复以上步骤,直到选择到合适的磁芯为止。
read01
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  • 2017-7-9 01:39:06
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fly0517
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本网技工
  • 2017-8-10 14:40:11
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您好,电感在通入大电流后感量势必会减小,是否需要考虑磁衰对输出滤波效果的影响?
xkw1cn
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版主
  • 2017-8-11 18:28:39
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为啥感量必减小?减小多大比例?
fly0517
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本网技工
  • 2017-9-5 14:05:27
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Hl=NI,当I增大的时候,H自然会增大;拿磁滞回线的第一象限来说,μ=B/H是
会随着H的增大而减小,而此时的电感量L=N^2*μ*Ae/l也会随之减小;

版主大大,我这么理解应该是对的吧。
kenddq
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  • 2016-7-18 15:06:35
 
期待 学习中
ericjackson05
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高级工程师
  • 2016-7-19 11:17:25
 
今天的主题是:确定器件后,如何选择散热片的大小?

比如说我用的前级MOS管IRF3710,通过的电流很大,尽管导通阻抗比较小,但是不加散热片很快就会超过PN结结温(一般是150度),就会停止工作或者烧坏。如果选择散热片太大了,就会增加电源体积,而且看起来很不清爽;散热片太小了,根本起不到降温的作用。
所以要通过“热阻”来计算某器件需要多大的散热片。下面就以IRF3710为例,其他的可以举一反三
1、热阻的定义
热的三种传递方式:传导、对流、辐射,今天只讨论传导,这也是芯片散热的主要方式。
热阻(Thermal Resistance),是描述物质热传导特性的一个重要指标。以集成电路为例,热阻是衡量封装将管芯产生的热量传导至电路板或周围环境的能力的一个标准和能力。定义如下:
θjx=(Tj-Tx)/P
其中Tj是结温;Tx是热传导到某目标点位置的温度;P为输入的发热功率。
类比于电阻:电流流过电阻会产生压差;热量流过热阻会产生温差。
热阻大,表示热不易传导,因此器件产生的温度就比较高。


2、根据MOS官方PDF里面的热阻表,计算不加散热片时的温升
热阻表.jpg
表里面有三行,分别是
Junction to Case: PN结到器件外壳的热阻;
Case to Sink,Flat,Greased Surface:外壳到散热片的热阻(加导热硅脂,表面光滑);
Junction to Ambient:不加散热片,PN结到环境的热阻。
它用Rθjx表示,也可以用θjx表示,是一样的。


咱们先算一下不加散热片时,室温下(25℃),该MOS管最高能通过多大的电流不至于烧坏。
25度+(I^2)*Ron*θja=150度,其中Ron就是MOS管的导通阻抗0.023欧,可以计算得到电流值为9.36A,也就是超过这个值,MOS管就烧,因此必须加散热片。


3、热阻的串联与并联
在计算散热片表面积之前,抛开复杂的推导,我直接给一个热阻串并联的简洁明了的结论:
跟电阻串并联类似,要自己选定一些参考点,举个例子,比如说
a到b的热阻为θab;b到c的热阻为θbc;c到d的热阻为θcd
a到c的热阻为θac。那么求a到d的热阻是多大?
用个示意图表示就很简单啦:
热阻示意图.jpg
就得到了从a到d的热阻
θad=(θab+θbc)//θcd+θcd


4、计算散热片面积
先设定几个值:
最高环境温度:Tamax
你想要限定PN结到空气的最大温升:Tjmax

要流过IRF3710的最高电流:Imax

IRF3710的导通阻抗:Ron
根据实际要求,赋予这些值具体的数值:
比如说:Tamax=60℃;Tjmax=40℃(咱别让芯片超过100度);Imax=20A;Ron=0.023欧


根据热阻表中的几个值,可以画个等效热阻图:
热阻示意图1.jpg
总等效热阻:θja_tot=(θjc+θcs+θsa)//θja
其中θjc、θcs、θja都已知,θsa代表从散热片到空气的热阻,暂时未知。
我找了一些资料,计算这个θsa
“一些铝型材的翼片气流方向垂直于水平面,光洁平面,且黑色处理后,有经验公式:
θsa=295*A^(-0.7)*P^(-0.15)
括号内为幂数,A为散热片的表面积(平方厘米),P为流入散热片的功率(瓦)。”


所以最终的算式是:
Tjmax=(θja_tot)*P;
P=Imax^2*Ron=400*0.023=9.2瓦
把所有已知的式子和变量代入上式:
40℃=[(0.75+0.5+295*A^(-0.7)*9.2^(-0.15))//62]*9.2
解得A=361.293平方厘米
带回去求得散热片到空气的热阻为3.4℃/W,和淘宝上某款标注为1.3℃/W(如下图)相比,直观感觉面积缩放得差不多。
散热片.jpg
找合适的带齿散热片就行了!不考虑厚度的话,大概就20cm见方。


以上大概写了一下热阻的计算,有考虑不周全的地方,我想到以后再跟楼。
大家有什么觉得不对的地方或者建议也可以跟楼。
我觉得我已经写得很清晰明了了,纯原创,转载请注明出处,谢谢!
fenghao324
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本网技工
  • 2016-7-19 11:45:24
 
楼主可以写一篇小论文了,专门讲热阻,热传导的
qkpufo
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本网技工
  • 2016-7-19 17:46:57
 
我觉得这个散热片的选择还是得根据实际来,有时间小白楼参观一下。
ericjackson05
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高级工程师
  • 2016-7-19 20:43:44
 
根据实际的什么来?挨个试?烫了换大点,凉了换小点?呵呵
qkpufo
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本网技工
  • 2016-7-19 22:15:15
 
你那样认为也没办法
ericjackson05
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高级工程师
  • 2016-7-20 08:41:51
 
我是觉得设计阶段还是大概算一下比较好,因为以前我因为散热片选择的太小吃了不少亏了
laibagao
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高级工程师
  • 2016-7-20 11:07:11
 
楼主写的很详细,希望写的时候能够多考证,因为很多人看了,有错误的话别人学习就会受到干扰。谢谢哟
ericjackson05
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高级工程师
  • 2016-7-20 16:00:41
 
嗯 是的 我查了很多资料,提炼综合出来的。谢谢提醒!
ericjackson05
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高级工程师
  • 2016-7-19 20:45:57
 
勘误:第3部分的图和公式里,θcd应为θac
ericjackson05
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高级工程师
  • 2016-7-30 17:19:01
 
今天的主题是:DSP开环的程序
好几天没有更新,因为我回家看孩子啦,今天刚能腾出点时间就开机分享点东西。
DSP采用的是TMS320F28027,其他DSP稍微修改即可,基本差不多。
GPIO0和GPIO1产生互补带死区的SPWM,频率10kHz;GPIO2和GPIO3产生互补带死区的50%方波,频率40kHz。
这次先分享开环的程序,通过手动调节Vfactor(电压缩放因子)来调节SPWM的占空比。
程序亲测能够正常工作!
下面把程序粘贴出来,并且也附加到附件中。


#include "DSP28x_Project.h"     // Device Headerfile and Examples Include File
#define uint unsigned int
void InitEPwm1(void);
void InitEPwm2(void);
uint transformsinevalue(uint oldvalue,uint middlevalue,float factor);
__interrupt void epwm1_isr(void);

#define tablesize 200                //一个周期正弦表大小
uint Num=0;                                        //遍历正弦表指示变量
volatile float Vfactor=1.0;//电压缩放因子,根据反馈有效值调整
//正弦表
const uint sinetable[tablesize]={
                1462,        1415,        1369,        1322,        1276,        1230,        1184,        1138,        1093,        1048,
                1004,        960,        917,        874,        832,        791,        750,        710,        671,        633,
                595,        559,        523,        488,        455,        422,        391,        360,        331,        303,
                276,        250,        226,        202,        181,        160,        141,        123,        106,         91,
                 77,         65,         54,         44,         36,         30,         25,         21,         19,         18,
                 19,         21,         25,         30,         36,         44,         54,         65,         77,         91,
                106,        123,        141,        160,        181,        202,        226,        250,        276,        303,
                331,        360,        391,        422,        455,        488,        523,        559,        595,        633,
                671,        710,        750,        791,        832,        874,        917,        960,        1004,        1048,
                1093,        1138,        1184,        1230,        1276,        1322,        1369,        1415,        1462,        1509,
                1556,        1603,        1649,        1696,        1742,        1788,        1834,        1880,        1925,        1970,
                2014,        2058,        2101,        2144,        2186,        2227,        2268,        2308,        2347,        2385,
                2423,        2459,        2495,        2530,        2563,        2596,        2627,        2658,        2687,        2715,
                2742,        2768,        2792,        2816,        2837,        2858,        2877,        2895,        2912,        2927,
                2941,        2953,        2964,        2974,        2982,        2988,        2993,        2997,        2999,        3000,
                2999,        2997,        2993,        2988,        2982,        2974,        2964,        2953,        2941,        2927,
                2912,        2895,        2877,        2858,        2837,        2816,        2792,        2768,        2742,        2715,
                2687,        2658,        2627,        2596,        2563,        2530,        2495,        2459,        2423,        2385,
                2347,        2308,        2268,        2227,        2186,        2144,        2101,        2058,        2014,        1970,
                1925,        1880,        1834,        1788,        1742,        1696,        1649,        1603,        1556,        1509
};

//缩放公式:Vfactor*(sinetable-Mid)+Mid
uint newsinetable[tablesize];

void main(void)
{
   InitSysCtrl();
   InitEPwm1Gpio();
   InitEPwm2Gpio();
   DINT;
   InitPieCtrl();
   IER = 0x0000;
   IFR = 0x0000;
   InitPieVectTable();

   EALLOW;
   PieVectTable.EPWM1_INT = &epwm1_isr;
   //PieVectTable.ADCINT1 = &adc_isr;
   EDIS;

   EALLOW;
   SysCtrlRegs.PCLKCR0.bit.TBCLKSYNC = 0;
   EDIS;
   InitEPwm1();
   InitEPwm2();
   EALLOW;
   SysCtrlRegs.PCLKCR0.bit.TBCLKSYNC = 1;
   EDIS;


   IER |= M_INT3;
   PieCtrlRegs.PIEIER3.bit.INTx1 = 1;
   EINT;
   ERTM;

   for(;;)
   {
       __asm("NOP");
   }
}


__interrupt void epwm1_isr(void)
{
        uint Mid=sinetable[tablesize-1];
        if(Num==tablesize)
                Num=0;
        EPwm1Regs.CMPA.half.CMPA=transformsinevalue(sinetable[Num],Mid,Vfactor);
        Num++;

        EPwm1Regs.ETCLR.bit.INT = 1;
        PieCtrlRegs.PIEACK.all = PIEACK_GROUP3;//写1清0
}

void InitEPwm1()
{
           EPwm1Regs.TBPRD = 3000;                        // Set timer period
           EPwm1Regs.TBPHS.half.TBPHS = 0x0000;           // Phase is 0
           EPwm1Regs.TBCTR = 0x0000;                      // Clear counter

           // Setup TBCLK
           EPwm1Regs.TBCTL.bit.CTRMODE = TB_COUNT_UPDOWN; // Count up
           EPwm1Regs.TBCTL.bit.PHSEN = TB_DISABLE;        // Disable phase loading
           EPwm1Regs.TBCTL.bit.HSPCLKDIV = TB_DIV1;       // Clock ratio to SYSCLKOUT
           EPwm1Regs.TBCTL.bit.CLKDIV = TB_DIV1;          // Slow just to observe on the scope

           EPwm1Regs.CMPCTL.bit.SHDWAMODE = CC_SHADOW;    // Load registers every ZERO
           EPwm1Regs.CMPCTL.bit.SHDWBMODE = CC_SHADOW;
           EPwm1Regs.CMPCTL.bit.LOADAMODE = CC_CTR_ZERO_PRD;
           EPwm1Regs.CMPCTL.bit.LOADBMODE = CC_CTR_ZERO_PRD;
           // Setup compare
           EPwm1Regs.CMPA.half.CMPA = 3000;                                //占空比设置为0,防止上电瞬间电压值达到最大

           // Set actions
           EPwm1Regs.AQCTLA.bit.CAU = AQ_SET;             // Set PWM2A on Zero
           EPwm1Regs.AQCTLA.bit.CAD = AQ_CLEAR;


           // Active Low complementary PWMs - setup the deadband
           EPwm1Regs.DBCTL.bit.OUT_MODE = DB_FULL_ENABLE;
           EPwm1Regs.DBCTL.bit.POLSEL = DB_ACTV_LOC;
           EPwm1Regs.DBCTL.bit.IN_MODE = DBA_ALL;
           EPwm1Regs.DBRED = 18;
           EPwm1Regs.DBFED = 18;
           //这数乘以16.67ns就是死区时间;这里取500ns

           // Interrupt where we will modify the deadband
           EPwm1Regs.ETSEL.bit.INTSEL = ET_CTR_ZERO;      // Select INT on Zero event
           EPwm1Regs.ETSEL.bit.INTEN = 1;                 // Enable INT
           EPwm1Regs.ETPS.bit.INTPRD = ET_1ST;            // Generate INT on 3rd event

}

void InitEPwm2()
{
        //TBCLK=SYSCLKOUT/(HSPCLKDIV*CLKDIV)=(1/60M)/(1*1)
                //Tpwm=2*TBPRD*T_TBCLK (For Updown mode)
                //1/40K=2*TBPRD*(1/60M)==>TBPRD=750
           EPwm2Regs.TBPRD = 750;                        // Set timer period
           EPwm2Regs.TBPHS.half.TBPHS = 0x0000;           // Phase is 0
           EPwm2Regs.TBCTR = 0x0000;                      // Clear counter

           // Setup TBCLK
           EPwm2Regs.TBCTL.bit.CTRMODE = TB_COUNT_UPDOWN; // Count updown
           EPwm2Regs.TBCTL.bit.PHSEN = TB_DISABLE;        // Disable phase loading
           EPwm2Regs.TBCTL.bit.HSPCLKDIV = TB_DIV1;       // Clock ratio to SYSCLKOUT
           EPwm2Regs.TBCTL.bit.CLKDIV = TB_DIV1;

           EPwm2Regs.CMPCTL.bit.SHDWAMODE = CC_SHADOW;    // Load registers every ZERO
           EPwm2Regs.CMPCTL.bit.SHDWBMODE = CC_SHADOW;
           EPwm2Regs.CMPCTL.bit.LOADAMODE = CC_CTR_ZERO;
           EPwm2Regs.CMPCTL.bit.LOADBMODE = CC_CTR_ZERO;

           // Setup compare
           EPwm2Regs.CMPA.half.CMPA = 375;

           // Set actions
           EPwm2Regs.AQCTLA.bit.CAU = AQ_CLEAR;             // Set PWM1A on Zero
           EPwm2Regs.AQCTLA.bit.CAD = AQ_SET;

           // Active Low PWMs - Setup Deadband
           EPwm2Regs.DBCTL.bit.OUT_MODE = DB_FULL_ENABLE;
           EPwm2Regs.DBCTL.bit.POLSEL = DB_ACTV_LOC;
           EPwm2Regs.DBCTL.bit.IN_MODE = DBA_ALL;
           EPwm2Regs.DBRED = 18;
           EPwm2Regs.DBFED = 18;
           //这数乘以16.67ns就是死区时间;这里取500ns

           // Interrupt where we will change the Deadband
           EPwm2Regs.ETSEL.bit.INTSEL = ET_CTR_ZERO;     // Select INT on Zero event
           EPwm2Regs.ETSEL.bit.INTEN = 1;                // Enable INT
           EPwm2Regs.ETPS.bit.INTPRD = ET_3RD;           // Generate INT on 3rd event

}

uint transformsinevalue(uint oldvalue, uint middlevalue, float factor)
{
        uint newvalue;
        newvalue=(uint)(((int)oldvalue-(int)middlevalue)*factor+middlevalue);
        return newvalue;
}
//===========================================================================
// No more.
//===========================================================================
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世纪电源网-编辑
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网站编辑
  • 2016-8-1 17:01:57
 
,期待楼主后续成果
hwx-555
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总工程师
  • 2016-8-2 08:05:06
 
关于并网。是如何跟踪市电相位并进行并网工作的?
qinzutaim
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高级工程师
  • 2016-8-6 11:07:30
 
有种看论文的感觉,做一道菜要从选地平地选种子开始.....

ericjackson05
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高级工程师
  • 2016-8-9 17:20:22
 
是啊,每个人水平参差不齐,我尽量让每个人都能看懂呀,这叫童叟无欺
汪诺5
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本网技工
  • 2016-8-12 20:47:09
 
你很厉害!
ltpzm
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  • 2016-8-14 17:26:24
 
楼主的信息量详细!!!!
qinzutaim
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高级工程师
  • 2016-8-15 11:13:17
 
再次路过,看看楼主煮好菜没有...
ericjackson05
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高级工程师
  • 2016-8-17 09:56:34
 
没呢,这不一直在家带孩子呢,呵呵,一直没有时间更新...
delig
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高级工程师
  • 2016-8-22 14:17:05
 
filehelper_1471846226691_66.png 产品化的微逆900w filehelper_1471846529114_19.png 外形图
你做的无法产品化啊

我也是做光伏并网逆变器的
ericjackson05
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高级工程师
  • 2016-8-27 18:48:58
 
不能一步登天是吧,产品也是从实验室样机起步的呀
世纪电源网-小王
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超级版主
  • 2016-8-24 13:30:40
 
欢迎楼主继续更新哈。最后冲刺阶段了哈
delig
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  • 2016-8-24 15:01:16
 
来点干货
ericjackson05
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高级工程师
  • 2016-9-1 12:36:55
 
今天的主题是:逆变电源的开环电路图
很久没有更新了,一直在家带孩子腾不出时间来。现在放出逆变电源的开环电路图,反馈还不完美还在调试,参数我标记的很详细,希望对大家有帮助。
先放一个图片版的,看不清可以去附件里下载PDF版的。
INVERTER20160901.jpg
INVERTER20160901.pdf (549.87 KB, 下载次数: 1293)
ericjackson05
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高级工程师
  • 2016-9-1 12:41:03
 
大家不用着急,做逆变器得一步一步的来,我是个完美主义者,我尽量做的完美之后再放上来。
参加比赛是次要的,即使比赛结束后,我也会按部就班的更新~
hwx-555
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总工程师
  • 2016-9-1 13:51:59
 
楼主,比赛快结束了,也要抓紧了。
ericjackson05
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LV6
高级工程师
  • 2016-9-1 16:45:42
 
嗯嗯好的 谢谢提醒~!
admin
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管理员
  • 2016-9-7 17:20:03
 
尽快更新
wzl93
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助理工程师
  • 2016-10-17 15:18:25
 
楼主,没dsp部分的原理图吗
yjc0505
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助理工程师
  • 2016-9-18 15:26:06
 
楼主你好!请问你这个RCD吸收电路(220NF,10欧,4007)是否有经过长时间的老化工作?
ericjackson05
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LV6
高级工程师
  • 2016-9-18 21:55:20
 
暂时还没有,因为不是为了做产品,暂时也没有做产品的打算。先博士毕业了再说,呵呵
xkw1cn
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版主
  • 2016-9-18 18:57:21
 
收集资料——讨论——仿真——实验果然是标准的学校流程!喜欢!
作为太阳能逆变器;有两个问题:
1)最大功率点的寻找
2)孤岛问题

不知楼主是否可以分享一下?
ericjackson05
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高级工程师
  • 2016-9-18 22:01:40
 
1)最大功率点我有自己的算法,但是现在仍在论文在投中,恕不能透露,等论文发表了我会把资料放上来的。
我觉得现阶段已经做成产品的,大部分用的都是扰动观测法或者电导增量法。其他的比如说蚁群算法、模糊算法、神经网络算法啊之类的,我觉得算法复杂度太高了,写写论文搞搞理论可以,根本不可能写到DSP或者FPGA里实时的运行。
2)孤岛效应暂时还不是研究的重点,因为我查了很多资料,孤岛效应只是理论上会出现,但是现实中并没有出现过。
希望多多交流哦
xkw1cn
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版主
  • 2016-9-18 23:31:08
 
作为太阳能逆变器;这两个都是不可分割的部分。现实中也是如此。
如果以后有机会继续从事这方面工作;建议拆个日本国内销售的这类产品。一个关乎安全;另一个是产品的生命。
ericjackson05
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LV6
高级工程师
  • 2016-9-19 08:41:35
 
嗯好的,谢谢!我会往产品的方向努力的,呵呵
wzl93
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LV3
助理工程师
  • 2016-10-17 14:21:10
 
楼主,你好,拜读了你的大作,有一点还不明朗。请问下这个缓冲电路工作原理
缓冲电路3.png
TD-大炮台
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LV6
高级工程师
  • 2016-9-19 10:01:19
 
孤岛效应是可能存在的,但是这个完全可以通过电压检测来识别,电网负载无穷大,不是你的小逆变器能拉的起的
sxkqlbb
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LV6
高级工程师
  • 2016-9-20 09:51:06
 
楼主你照片曝光了。
xkw1cn
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版主
  • 2016-9-26 03:41:10
 
曝光?人家自信!
西安龙腾技术宅
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助理工程师
  • 2016-9-26 14:57:29
 
读博辛苦呀,突破科技难题就靠你们了,加油!
zhc787
  • zhc787
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LV6
高级工程师
  • 2016-10-17 19:50:35
 
楼主,有没有成品供应,想进一套玩玩
yjc0505
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助理工程师
  • 2016-11-10 09:17:38
 
楼主你好!我看了你发的PCB原理图,你的直流高压母线上用了一个20mH的电感。实际使用中你确实用的这个大的电感?谢谢!
kaisachaoren
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助理工程师
  • 2016-11-21 20:50:15
 
楼主继续更新啊,建议多讲点基础的知识,像热阻计算和spwm产生的原理这样的
很有感觉
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本网技工
  • 2016-12-16 08:23:14
 
楼主怎么不更新了
clwclw
  • clwclw
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高级工程师
  • 2017-1-5 09:13:35
 
楼主求更新啊,毕业就靠你了
HZY123456
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本网技工
  • 2017-2-2 22:13:44
 
楼主加油呀
一刀平五千
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本网技师
  • 2017-5-12 20:58:17
 
楼主加油啊
一刀平五千
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本网技师
  • 2017-5-20 10:38:17
 
顶顶~~
sony545154
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本网技师
  • 2017-6-5 15:06:01
 
好像还可以呀。。。。。
woweiwoxin
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本网技工
  • 2017-6-14 20:17:57
 
虽然不懂也要顶顶顶 !
zp1300811688
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本网技师
  • 2017-6-18 19:23:47
 
本人电源菜鸟,看了帖子感觉非常懵逼。。。。。。牛人啊
野旷天低树
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本网技师
  • 2017-7-2 20:38:09
 
楼主厉害,回复看错了
野旷天低树
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LV2
本网技师
  • 2017-7-4 09:49:13
 
楼主还在吗,我做buck电路时,上管,下管用的都是IGBT,没用快恢复二极管,下管漏源极电压尖峰太高,想加个RCD吸收电路,楼主能指点一下,对于buck电路,RCD吸收电路该怎么设计
sama7
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本网技工
  • 2017-7-20 10:11:03
  • 倒数8
 
楼主 不闭环吗 ?
一骥绝尘
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本网技工
  • 2017-8-22 21:08:33
  • 倒数5
 
等待楼主的闭环。28335独立逆变器闭环实验遇到问题,求楼主指导。
绅士道
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本网技工
最新回复
  • 2017-9-29 16:51:28
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楼主厉害啊
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