变流、电压变换、逆变电路
下面是整个机器的照片,为了能够简单省事,我采用了主板和控制板分开的办法来做,这样的好处就是所有的控制功能集中在小板子上处理,大板子负载功率变换和传输,大大降低干扰的发生,提高稳定性。
高清多图
H桥MOSFET局部。
AC滤波电感局部
前级升压MOSFET
高压整流二极管
侧面
侧面
这款控制板如下图所示,板上的元件非常多,所以用了双面PCB来做。
前级升压也包含在这个板上,采用的是TL494加图腾柱升压;后级SPWM芯片还是采用TDS2285芯片,附带CD4069+CD4081输出给TLP250光耦,驱动H桥。供电采用自举供电驱动。整个板上只要提供+12V电源即可完成所有功能。
为了提高稳定性和可靠性,加入了各种保护功能:过压保护、欠压保护、过热保护、短路保护、过流保护等。
该机器的PCB文件及SCH电路文件如下:
下面对机器上关键的元器件的说明:
1变压器:众所周知,变压器是一切开关电源里最复杂的东西,我到目前为止,对磁性元件的理解还是半桶水,不过没有关系,这次采用的变压器并不复杂,用的是经典的推挽电路,我用的是EE4220变压器,用的铜带绕的,初级是2+2T,次级是64T,分了3次绕。
第一次:用一根0.75的线绕上32T,均匀的分布在骨架里。
第二次:我用2条0.3*25mm的紫铜带2条叠加绕了2+2。
第三次:就是将初级剩下的32T绕完。
1,变压器只要绕紧了,初级对称了,不会有什么问题的,因为在这里,我们用的基本上是在开环工作下,所以问题并不大。可惜绕变压器的时候没有拍照片。
2,高压整流二极管:这个机器设计是在最高500W范围内工作,功率并不大,所以用了HER508来做,实际发现,全功率运行下,二极管还是有点热的,不过通过连续几个小时工作,风扇开启的情况下,工况并不是很差的。所以用上去没有问题。
3,前级升压MOSFET,这里我是采用的80V/110A的MOSFET,是无锡NCE公司的NCE80H11,本来是准备用锐俊半导体的RU6099,RU6099之前我也测试过,性能非常好,但是我手头没有这个MOS的物料了,所以就用了NCE80H11.
4,H桥MOSFET,我用的是IRFB11N50APBF,这个MOS性能非常好,在经常短路的情况下,寿命大大超过了同类的IRFP460,电流也比IRFP460小,可是用在500W上刚好合适。
5,AC滤波电感,我用了比较小的磁环,外径为27.5mm,高度为14mm的铁硅铝环,磁导率为125u。我在上面用2根0.55的线绕了大概70圈,电感量大约为0.75MH。由于采用了2个这样的电感,所以电感量不需要非常大,并且能获得非常好的滤波效果。
绕后后的样子:
装配说明:
1首先要将主板上的跳线逐一焊好,注意变压器下方靠近C2电容位置有2条槽,这个是用来焊接跳线的,我用了一小段铜带焊上去了,也可以用几根跳线焊接起来。跳线大部分都在散热器下面,因为板上并没有标出跳线标号,所以需要仔细找到并且焊接好,不然等散热器装好后,发现跳线少装就麻烦了。
焊接铜带的位置:
部分焊接跳线:
2,将所有元件都安装下去之后,接着就可以安装散热器了。安装散热器不能将跳线短路,可以在下面垫一点东西,我是在底下垫了绝缘垫的。
3,最后安装控制板,控制板上有一条给H桥驱动供电的电源脚,由于在主板上没有提供这个接口,所以预先要在控制板背面将这个脚和+12V连接起来。
这些工作都完成之后,只要没有弄错元件,位置没有焊接错误,开机就能正常工作了。
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