1kw纯正弦波逆变电源原理图和PCB图设计


这照片上的稳压电源上显示电流为450MA,因为并不是完全空载,我在高压处挂了一个LED,用150K2W电阻降压,这个指示电路要消耗近1W功率,约增加90MA的电流。
对前级进行加载实验,前级为开环,也没有装储能电感,分二步:
第一步:加载约630W,负载是一个200R、1KW的大电阻,这时工作电流为54.5A。连续工作一小时,散热板和190N08大功率管及变压器只有微温,D极波形还比较好,尖峰刚露,不明显,这时母线高压为356V。

第二步:进一步加大负载,又挂上了二个串联的200W灯泡,这时工作电流77.9A左右,此时,实际输出功率在900W以上了,母线高压降至347V,D极波形有一路能看到明显的上冲尖峰。工作半小时,散热板温度为45度, 4个190N08管壳温度:3个为46度,有一个为51度,变压器也有点热。但快速二极管一点也不热。

如果要逆变输出1000W,前级起码要能输出1100W左右,从今天情况来看,温升好象快了些,温度主要集中在大功率MOS管和变压器。因为这样的结构,换管子很麻烦,本来想把190N08换成2907,做一个对比实验。变压器热,我还是认为磁芯质量不过关,因为在900W时,每个变压器单边绕组的电流不到20A,我用的是0.2X29MM的铜带,有5.8个平方MM,电流密度只有3A多一些,初级绕组是不应该发热的;次级有0.74X2,900W时流过的电流不到3A,也不应该热。看来磁芯实在太重要了。
明天准备用风机对散热板进行主动性散热,加载到1050W以上。
继续加大负载,再用二个150W灯泡串联接上去,因为考虑到大电流时线路的压降,把电源电压调高了0.2V,为12.4V,但到线路板还是只有12.1V(我的电源线是用二根10平方并联的)。开机后,工作电流达到98.7A,母线电压为345V,母线电流为3.151A,此时,实际输出功率为1087W。D极波形上的尖峰有点加高,达到45Vpp(因为我在设计PCB时,没有考虑用吸收回路,再加上尖峰也没有达到管子的耐压值,所以也就不去理它了)。此时,功耗达到了1194W,前级的实际效率只有91%了。变压器温升很明显了,因为我在散热板下面放了一个小风扇,所以,管子的温度一直在40度以下,我只让它工作了约20分种。

小结:前级的实验并没有结束,我还想用纳米晶磁环做一次实验,但年内肯定是没有时间了,过了年再试了。看来BT在12V时,要提高功率和效率,瓶颈主要是:1.变压器,包括磁芯质量,绕制数据及工艺等;2.大功率MOS管,内阻一定要小;3.布线及结构,我PCB反面大电流路径都有15-20MM宽的铜箔,填锡达2MM,还加焊了几根4平方的铜线,结构方面主要是散热一定要顺畅,加小风扇是很好的办法。
今天的工作本来想把RU190N08和2907做一个对比测试,测试这二种管子在不同输出功率时的效率情况,于是,先调整了各种测试仪表,先把已经装在板子上的RU190N08做了测试,测试结果如下,看来黄工的这几个管子还是算挣气,一路测下来,效率情况良好。

接下来就是花了一个多小时换管子,装上了4个全新的IRFP2907,本是兴冲冲开机,希望是一个很好的结果,但万万没有想到的是------失败!
在挂上1号负载时(二个150W灯泡串联),工作电流达41.5A,输入功率达523.3W,输出功率为283.4W,效率仅为:54%。这可是做梦都没有想到的结果,2907管子很快发热。
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