自從公布了1KW正弦波逆變器的制作過程后,，有不少朋友來信，提這樣那樣的問題,，很多都是象我這樣的初學者,。為此，我花了近一個月的時間,，制作了這臺600W的正弦波逆變器,，并將此臺機器的制作過程和各位好友在此分享，謹此獻給曾經(jīng)和我一樣的逆變器初學者,，如您能有所收獲,，并舉一反三，將是我此次分享的最大的收獲,。
該機具有以下特點：
1.SPWM的驅(qū)動核心采用了單片機SPWM芯片,，TDS2285，所以,，SPWM驅(qū)動部分相對純硬件來講,，比較簡單，制作完成后要調(diào)試的東西很少,，所以,，比較容易成功。
2.所有的PCB全部采用了單面板,，便于大家制作,，因為，很多愛好者都會自已做單面的PCB,，有的用感光法,，有點用熱轉(zhuǎn)印法，等等,，這樣,，就不用麻煩PCB廠家了，自已在家里就可以做出來,，當然,，主要的目的是省錢，現(xiàn)在的PCB廠家太牛了,，有點若不起（我是萬不得已才去找PCB廠家的）,。
3.該機所有的元件及材料都可以在淘寶網(wǎng)上買到，有了網(wǎng)購真的很方便,，快遞送到家,，你要什么有什么。
如果PCB沒有做錯，如果元器件沒有問題,，如果你對逆變器有一定的基礎(chǔ),，我保證你制作成功，當然,，里面有很多東西要自已動手做的，可以盡享自已動手的樂趣,。
4.功率只有600W,，一般說來，功率小點容易成功,，既可以做實驗也有一定的實用性,。
下面是樣機的照片和工作波形：
一、電路原理：
該逆變器分為四大部分,，每一部分做一塊PCB板,。分別是“功率主板”；“SPWM驅(qū)動板”,；“DC-DC驅(qū)動板”,；“保護板”。
1.功率主板：
功率主板包括了DC-DC推挽升壓和H橋逆變兩大部分,。該機的BT電壓為12V,，滿功率時，前級工作電流可以達到55A以上,，DC-DC升壓部分用了一對190N08,，這種247封裝的牛管，只要散熱做到位,，一對就可以輸出600W,，也可以用IRFP2907Z，輸出能力差不多,，價格也差不多,。主變壓器用了EE55的磁芯，其實,，就600W而言,，用EE42也足夠了，我是為了繞制方便,，加上EE55是現(xiàn)存有的,，就用了EE55。關(guān)于主變壓器的繞制,，下面再詳細介紹,。前級推挽部分的供電采用對稱平衡方式，這樣做有二個好處，一是可以保證大電流時的二個功率管工作狀態(tài)的對稱性,，保證不會出現(xiàn)單邊發(fā)熱現(xiàn)象,；二是可以減少PCB反面堆錫層的電流密度，當然,，也可以大大減小因為電流不平衡引起的干擾,。高壓整流快速二極管，用的是TO220封裝的RHRP8120,，這種管子可靠性很好,，我用的是二手管，才1元錢一個,。高壓濾波電容是470uf/450V的,，在可能的情況下，盡可能用的容量大一些,，對改善高壓部分的負載特性和減少干擾都有好處,。H橋部分用的是4個IRFP460，耐壓500V,，最大電流20A,，也可以用性能差不多的管子代替，用內(nèi)阻小的管子可以提高整機的逆變效率,。H橋部分的電路采用的常規(guī)電路,。
下面是功率主板的PCB截圖，長寬為200X150MM,，因為,，這部分的電路比較簡單，所以,，我沒有畫原理圖,，是直接畫了PCB圖的。該板布板時,，曾得到好友的提示幫助,，特在此表示感謝。
2. SPWM驅(qū)動板
和我的1KW機器一樣,，SPWM的核心部分采用了張工的TDS2285單片機芯片,。關(guān)于該芯片的詳細介紹，這里不詳說了,。U3,U4組成時序和死區(qū)電路,，末級輸出用了4個250光藕，H橋的二個上管用了自舉式供電方式,，這樣做的目的是簡化電路,，可以不用隔離電源,。
因為BT電壓會在10-15V之間變化，為了可靠驅(qū)動H橋,，光藕250的圖騰輸出級工作電壓一定要在12-15之間,，不能低于12V，否則可能使H橋功率管觸發(fā)失敗,。所以,，這里用了一個MC34063（U9），把BT電壓升至15V（該升壓電路由鐘工提供）,，實驗證明,，這方式十分有效。
整個SPWM驅(qū)動板,，通過J1,J2插口和功率板接通，各插針說明如下：
J2:
2P-4P; 7P-9P; 13P-15P; 18P-20P 分別為H橋4個功率管的驅(qū)動引腳
23P-24P為交流穩(wěn)壓取樣電壓的輸入端,。
J1:
1P為2285輸出至前級3525第10P的保護信號連接端,，一旦保護電路啟動，2285的12P輸出高電平,，通過該接口插針到前級3525的10P,，關(guān)閉前級輸出。
6P-7P-8P為地GND,。
9P接保護電路的輸出端,，用于關(guān)閉后級SPWM輸出。
10P-11P接BT電源,。
下面是SPWM驅(qū)動板的電原理圖和PCB截圖：
3.DC-DC驅(qū)動板
DC-DC升壓驅(qū)動板,，采用的是很常見的線路，用一片SG3525實現(xiàn)PWM的輸出,，后級用二組圖騰輸出,，經(jīng)實驗，如果用一對190N08,，圖騰部分可以省略,，直接用3525驅(qū)動就夠了。因為這DC-DC驅(qū)動板,，和我的1000W機上的接口是通用的,，所以有雙組輸出，該機上只用了一組,。板上有二個小按鈕開關(guān),，S1,S2，S1是開機的,，S2是關(guān)機的,，可以控制逆變器的啟動和停機。
這驅(qū)動板，是用J3,J4接口和功率板相連的,，其中J3的第1P為限壓反饋輸入端,。
下面是DC-DC升壓驅(qū)動電路圖和PCB截圖：
4.保護板
我這次沒有做保護板，有如下原因：首先是沒有保護板該機也可以工作,，加上這段時間比較忙,，所以，保護板就拉下了,；其次是：我這次公布的功率主板,，是后來經(jīng)修正過的，保護板上的接口也做了改動,，而我的樣機用的是沒有修正過的PCB板,，即便是做了保護板，也插不上去,。我倒是希望有朋友如果用我的PCB文檔去廠家打樣,，不要忘記，多給我打一套,，寄給我,，我就可以根據(jù)新的功率主板來畫保護板了。下面是保護部分的電路圖,，是我學習了鐘工公布的3000W上用的保護電路變化而來的,。
二、主要部件的制作和采購
1.SPWM主芯片
2.主變壓器
主變壓器是制作逆變器成功與否的關(guān)健,，本機主變用的磁芯為EE55,，材質(zhì)PC40，我在杭州電子市場買到了一種質(zhì)量很好的骨架,，立式的,，腳位11加11，腳粗1.2MM,。繞制數(shù)據(jù)：初級2T加 2T,，用10根0.93的線。初級導線總面積為6.8平方MM,，次級為0.93線一根,，繞60T。
繞前準備：
先準備骨架,，把骨架上22個引腳,，剪去4個，下面紅圈處就是表示已經(jīng)剪去的腳,。上面二個獨立的腳是高壓繞組用的,，遠離下面的腳有利于絕緣,，中間及下面的腳是低壓繞組用的，左邊是一個繞組2圈,，右邊是另一個繞組2圈,。
繞制步驟：
A),先繞二分之一的高壓繞組（次級），先在骨架上用高溫膠帶粘一層,，這樣做是為了防止導線打滑,，用一根0.93線繞一層，約30圈（注意的是,，高壓繞組的線頭要做好絕緣,，我是套進一小段熱縮套管，用打火機烤一下,，就緊緊包在線頭上了）,，再用膠帶固定住線頭，不要讓它散出來,，并在高壓繞組的外面用高溫膠帶包三層,。
B)，下面就可以繞低壓繞組了（初級）,，低壓繞組分成二層繞,，也就是每一層是2加2,，用5根線并繞,，我畫了一個圖（見下面圖），不知大伙能不能看清楚結(jié)構(gòu)情況,。
先用5根0.93線繞2圈（見圖二中紅線）,，中間留空隙，再在空隙處用另外5根線繞2圈（見圖二中藍線）,，每根線長約37CM,。用同樣的方法繞二層，層間包二層膠帶,，這樣就相當于用了10根線并繞,。繞完低壓繞組，在繞組外用高溫膠帶包三層,。繞低壓繞組要注意的問題是：線頭留在下面,，即骨架引腳處，線尾留長一點,，暫時留在骨架的上面（等繞完高壓繞組后要向下折下來）,。從（圖一）可以看出，實際上,，低壓繞組的頭和尾是有一段是重疊的,，也就是不是2圈,，而是約2.2圈，這樣做可以大大減少漏感,。
C),，再繼續(xù)繞高壓繞組，繞完另外的30圈,，要注意的是,，這30圖要和里面的30圈繞向相同，這點很關(guān)健,。如果一層繞不下,，就把剩下幾圈再繞一層。
D),，繞完高壓繞組后,，在外面用高溫膠帶包三層，就把低壓繞組原先留在上面的線頭折下來（見圖三）,，準備焊在骨架的腳上,。去漆可以用脫漆劑，用棉簽沾一點脫漆劑,，抹在線頭上,，過一會兒，漆就掉下來了,，就可以焊了,。
E），再后在整個繞組的外面包幾層高溫膠帶,，繞好的線包外觀要飽滿平整,。
F），現(xiàn)在可以插磁芯了,，插磁芯之前要對磁芯的對接面做清潔處理,，我是用膠帶粘幾下，把磁芯對接面的粉末全清潔干凈,，插入磁芯,，用膠帶扎緊，有條件的話對磁芯對接處用膠水做固定,。
我發(fā)現(xiàn)用這種方法繞制的變壓器漏感比較小,。以前用銅帶繞制，漏感一般在0.8uH以上,，現(xiàn)在可以做到0.4uH以下,。我想原因是：因為銅帶要焊引出線頭，這樣就留下了一個錫堆,，再繞高壓繞組時,，中間就有一個空隙,，導致耦合不緊。下圖為測試漏感示意圖,。
如果有條件,，一定要做一個耐壓測試，任一個低壓繞組對高壓繞組的絕緣要在1500V以上,，這樣才可以放心使用,。
3. AC輸出濾波磁環(huán)
對于象我這樣純手工打造的愛好者來講，這個磁環(huán)的繞制也是十分頭痛的事,。
磁環(huán)是采用直徑40MM的鐵硅鋁磁環(huán),，用1.18的線，在上面穿繞90圈,，線長約4.5米,，如果用導磁率為125的磁環(huán)，電感量大約在1.5mH,，用導磁度為90的磁環(huán),，電感量大約在1mH左右。我做過試驗,，用二個這樣的磁環(huán),，每個電感量在0.7mH以上就可以正常工作了。繞制時分二層,，第一層,，45圈，因為磁環(huán)外圈和內(nèi)圈的周長不同,，所以第一層繞時,，內(nèi)圈的線要緊密排列,，而外圈的線是每圈之間留有一個空隙的,。繞第二層時，內(nèi)圈是疊在第一層線上,，外圈是嵌在第一層線的空隙中,，這樣繞出來的線圈才好看。當然,，好象是否好看,，也不影響使用。下面是我在淘寶上買過磁環(huán)的網(wǎng)店（無意為商家做廣告,，只是方便朋友們采購）,。注意，繞這個磁環(huán)時,，一定要戴手套,，否則,，導線會讓你勒出血泡的。
4.散熱風扇
本機前級功率管和H橋的功率管都用風扇散熱（安裝方法下面再詳述）,，這是一種小型儀表風扇,，比電腦上的CPU風扇還要小一點，實驗證明,，在600W輸出的情況下,，H橋的4個功率管散熱不成問題，但前級的二個功率管好象散熱不夠一點,，如果有可能,，最好用大一點的風扇。
這風扇也是在淘寶網(wǎng)上買的,，但現(xiàn)在這家店中好象沒有了,，只能用其它差不多的風扇代替了
三、安裝與調(diào)試：
本機的安裝調(diào)試并不復雜,，但安裝前必須做到二點：
1.所有元器件必須是好的,，器件的耐壓和工作電流一定要夠，盡可能用新器件,，有條件的話裝前對元器件作一番測試,。
2.PCB質(zhì)量一定要好，裝前最好仔細地檢查一下,，有沒有銅箔毛刺引起的短路等,。
下面我講一講各板子的安裝過程要注意的事項：
1.功率主板：
功率主板的安裝，因為都是一些大器件,，所以安裝是比較方便的,。
大功率管的安裝：先把大功率管的腳彎成如下圖所示的樣子，然后把管子金屬面朝上,，將管腳插入焊接孔,，在功率管的金屬面上涂一點導熱硅脂，再覆蓋一層矽膠片做絕緣,。再把散熱器蓋上,，從PCB下面升上來一個M3的螺絲，擰在散熱器,，并擰緊,，這樣，散熱器就緊緊壓在大功率管上了,，再在反面把管腳焊好,。這種裝法，主要是更換功率管比較方便,。
板子裝完后,，接入12V直流電,，見上圖，按一下S1開關(guān),，驅(qū)動板就開始工作了,，測一下工作電流，一般應(yīng)該在40MA左右,，將示波器探頭接到圖中PWM輸出處,，應(yīng)該看到二路互為相反的PWM波輸出，頻率在28K左右,，幅度為12V,。因為這塊板子，當初我畫的時候,，是和我的1000W機通用的,，所以，插針處有二對輸出,，但在600W機中只用了左邊的一對,。
3. SPWM驅(qū)動板
SPWM驅(qū)動板，因為元器件較多,，所以,，安裝時一定要細心，元器件不能有問題,，也不能裝錯,。特別是板上的高速隔離光藕TLP250，買時一定要注意質(zhì)量,，現(xiàn)在淘寶上的價格很亂,，我曾經(jīng)買到很便宜的，全新的才2.8元一個,，結(jié)果發(fā)現(xiàn)是打磨后重新印字的假貨,。一般我認為，全新東芝原裝的,，價格應(yīng)該在5-6元的才是真的,。
裝好板子后,，按下圖接上12V電源,，總電流應(yīng)該在120-130MA左右。
測C22二端應(yīng)該在19V左右,，C23二端為15V,，說明升壓電路部分基本正常。這時,，就可以用示波器在SPWM輸出端測到SPWM波形,，見上圖右邊的引出腳,。（注意：因為二個上管是自舉供電的，所以,，在沒有接H橋的情況下,，只能測到二個下管的SPWM波形，二個上管的波形暫時測不到的,，這是正常的）,。
4.整機調(diào)試：
為了安全起見，一般是前后級分開來調(diào)試,，等把前后級都調(diào)好了,，再聯(lián)起來調(diào)試，就方便了,。
A）.前級的調(diào)試：
先在電瓶的引線上接一個15A的保險絲,，功率主板上的高壓保險絲不要裝，這樣,，前后級就分開了,。插上前級DC-DC驅(qū)動板，把萬用表直流電壓700V檔接在高壓電解二端,，開機（按一下DC-DC驅(qū)動板上的ON啟動開關(guān)）,，前級就啟動了，功率主板上的高壓指示LED就亮了,，這時,，看直流高壓為幾V。調(diào)試DC-DC驅(qū)動板上的R12多圈電位器,，使高壓輸出在370-380V之間,。此時，12V的電流應(yīng)該在200MA之內(nèi),，說明前級正常,。這里如果看D極波形，應(yīng)該是雜亂的波形,，因為是空載限壓的狀態(tài)下,，這樣的波形是對的。
這里,，可以稍稍為前級加點負載,，可以用二個100W220V的燈泡串聯(lián)起來，接到高壓解的二端,，這時電瓶電流可達到12A左右,，讓它工作一段時間，看看前級功率管有沒有溫升，如果溫升不明顯,，可以把電瓶保險絲換大點,，繼續(xù)加大負載，一般在功率管散熱正常的情況下,，前級可以加到600W左右,。在加載的情況下，再看D極波形,，應(yīng)該是正常的方波,，稍有點尖峰是沒有關(guān)系的，如果尖峰過大,，說明變壓器制作不過關(guān),，要重新繞制。
B）.后級調(diào)試：
調(diào)好前級后,，再把前級的DC-DC驅(qū)動板拔下,，在功率主板的高壓保險絲座上，裝上一個1A左右的保險絲,，在高壓電解二端接上一個60V左右的電壓,，作為母線電壓，我是用一臺雙組的30V電源串起來當成60V用,。插上SPWM驅(qū)動板,，如果電路沒有問題，這時,，在AC輸出端就可以測到正弦波了,，電壓大約在40V左右，可以接一個36V60W的燈泡做負載,。
C）.聯(lián)機
在前后級都正常的情況下,，可以把前后級聯(lián)起來，完成整機調(diào)試
把前級的DC-DC驅(qū)動板重新插上,，后級AC輸出端的負載去掉,，接上示波器（示波器最好用1：100的高壓探頭）和萬用表（AC700V檔），把高壓保險絲換成一個0.5A的,。下面要做的事是：開機,！即按一下DC-DC驅(qū)動板的啟動開關(guān)，成敗在此一舉,，如果后級元件耐壓沒有問題,，此時，應(yīng)該在示波器上看到正弦波了,，波形應(yīng)該很漂亮,。這里,，調(diào)整SPWM驅(qū)動板的多圈電位器R7,，就可以看到輸出電壓在變化,，把它調(diào)在225V左右停下。
讓機器空載工作一段時間,，如果沒有出現(xiàn)意外,，可以把高壓保險絲換成2A的，慢慢加大負載,，一般是100W,，200W，400W,，一步一步地加,，每加一點讓機器老化一段時間，同時要密切注意前級功率管的溫升,，如果溫度過高,，要查出原因。
我在裝這臺樣機時,，曾遇到過300W以下一切正常,，加到300W以上，H橋管子就有一個燒掉,，也曾請朋友幫我診斷和查找原因,，后來是加強了高壓直流和SPWM板電源的濾波就一切正常了。（電源網(wǎng)原創(chuàng)轉(zhuǎn)載請注明出處）