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正弦波控制板制作-逆变器-单相-离网

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ID:236867 发表于 2020-1-3 12:23 | 显示全部楼层 |阅读模式
本帖最后由 马丽 于 2020-1-11 21:50 编辑

   大家好!自从上次发了一款数控电源,好久没发帖了!首先声明,本人编程是半桶水,自学刚不久,误打误撞,与大家共进步。
    这次做单相正弦波离网控制板,紧接着做单相并网正弦波控制板,再做三相正弦波离网控制板,最后做三相正弦波并网控制板。望大家多多支持,所有方案,均使用PIC单片机。
      先说说本人做并网逆变器的目的,我想实现做“回馈式电子负载”功能,因为老化逆变器或者老化开关电源,大家都是使用电阻做负载,白白浪费掉电能,我想把这些电能收集起来,用逆变器并网的形式,反馈到我们的供电设备的输入端,这样就形成了循环式老化产品,理论上是,足功率老化产品不耗电,实际不然,我们需要补充机器设备的损耗,所以回馈式电子负载可以收集90%的电能,这是本人的目标,同时还需要大家大力支持!
     要想做好并网逆变器,必须要做好离网逆变器,话不多说,先看单相离网正弦波控制板原理图
正弦波原理图.jpg
    本控制板专门驱动大功率IGBT,具有负压关断功能,是IGBT的最佳选择。左边是H桥驱动供电电源,中上部是单片机核心部分,中下部是H桥感应输出电流比较器,控制输出功率大小,右边是高速IGBT驱动光耦,专门对IGBT隔离驱动,提供负压关断功能。大家都知道,场效应管是零伏可以截止关断,IGBT就不一样了,需要负压提供,才可以可靠关断。
    主芯片采用的PIC16F716,程序是在百度参考的,只不过做了些更改,采样电路使用的和EG8010一模一样的电路,采样方式均使用峰值采样,逆变器的后级电路如图下:
正弦波输出.jpg
   接下来绘制PCB,相信大家,在正弦波离网方面,大家都很熟悉了,我也不过多的讲解,在并网方面,给大家做仔细的讲解,也同样使用这款芯片PIC16F716做并网正弦波控制板
   我再说说我对PIC16F716的看法,我觉得线路简单,编程简单,一切从简单入手,我看过好的使用的PIC16F716,输出波形很不如意,其实不是芯片的问题,是程序的问题,要想输出好的波形,必须自己编写正弦波码表,自己编写的,那才叫一个漂亮!
码表.jpg
     SPWM载频:16.00KHZ
     输出正弦波频率:50.0HZ
PCB.jpg
PCB画好了,尺寸:75*42mm打样中
PCB1.jpg
PCB2.jpg
PCB到了,开始焊接贴片了
51hei图片_20191225153944.jpg
51hei图片_20191225153622.jpg


说明.jpg
板子焊好了
各脚功能图
未标题-1.jpg
这是各个引脚功能,准备通电测试
   给大家说一下2(SD)脚和3(IFB)脚的处理:
     过流信号有两种情况,一是启动冲击过流(防浪涌),二是短路过流,经过0.5秒的滤出,这个时间可以随便改写,确认短路过流后,四桥臂全部为低电平,同时2脚输出5V,去控制前级升压的开关电路,关闭前级工作。
      #define SD          RB0         
      #define PWM1H   RB1         
      #define PWM1L   RB2         
      #define IFB         RB4         
      I_num++;               
      if(IFB==0) I_num=0;     
     if(IFB==1)         //判断是否过流 ,即是10脚  
     {         
        if(I_num>=5000)           //延长0.5秒
        {            
            CCP1CON=0xf0;     
            PEIE=0;     //外围模块中断使能关     
           GIE=0;       //关全局中断     
           TMR1H=0x00;     //T1时间高位赋值     
           TMR1L=0x00;     //T1时间低位赋初值     
           TMR2IE=0;        //关定时器2中断使能     
           TMR2ON=0;      //关定时器2           
           PWM1H=0;            
           PWM1L=0;           
          I_num=0;            
          SD=1;        
        }      
     }
   测试步骤:
   首先14脚与15脚输入+24V直流电源,测试每个光耦的6脚和8脚,电压为24V.紧接着在16脚输入+5V,示波器测试5脚和8脚,输出为50Hz互补方波,10脚和12脚,输出为16KHz互补SPWM波,大功告成!
   再说说为什么我要编写16KHz的载频,因为16KHz的载频能适应模块型的常用大功率IGBT,只有模块IGBT才能做的出大功率正弦波逆变器来,有空本人想利用此方案,做一台20KW的单相正弦波逆变器。
51hei图片_20191225145006.jpg
51hei图片_20191225145016.jpg
通电测试,波形还满意,所以,正弦波码表真还得自己计算。我测试波形喜欢使用直流档,大家看输出波形在中间轴上,证明输出不含直流。
  此次试验成功,输出频率精准,输出电压稳定度很好,负载和空载输出电压保持不变。
       本样板软件稳压方式,采用的是峰值稳压,电压瞬时值反馈和有效值反馈结构的,双闭环控制方式。外环电压有效值反馈,使系统稳态时尽可能实现输出无静差,内环采用瞬时值反馈,保证系统获得优良的动态性能,二者各司其职,共同协作。
      本人选择峰值稳压,是因为暂态闭环响应速度快,对母线电压的变化和输出负载的变化,瞬态响应均快,控制环线路简单,控制环易于控制。另外瞬时峰值的电压,是内在固有的逐个峰值波一一控制。
51hei图片_20191227095717.jpg
物料清单:
51hei截图20191227100928.jpg
   好了!接下来我开始筹备单相并网正弦波程序了,芯片也是使用的PIC16F716单片机,估计也很快会完成
   另外有朋友拿到我的样片,测试后的结果,欢迎来论坛里沟通,看看程序还需要做哪方面的升级,谢谢大家。
  下一篇:逆变器 - 单相 - 并网正弦波控制板
   欢迎阅读!
  今天我给正弦波控制板加了个显示
开机.jpg
开机画面
工作.jpg
工作画面
   显示屏程序
显示程序.jpg
   加入12864显示的目的,方便我下一篇单相并网逆变器,显示并网参数及状态
   第二篇开始了:逆变器-单相-并网正弦波控制板
   喜欢逆变器并网的朋友过来一起互相学习!
   http://www.51hei.com/bbs/dpj-178493-1.html

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ID:516863 发表于 2020-1-6 01:27 | 显示全部楼层
从你的描述上理解,你是想把“老化逆变器或者老化开关电源”时,把把设备老化过程消耗在电阻上的电功率回收(即去掉负载电阻),并回输回电网?
如果我理解正确的话,那么就是AC to DC to AC (例子:假设AC220V变DC24V,然后DC24V变AC220V,移相同步,并回电网);那么,这里面有一个要求:负载固定!(老化目的需要的负载),在并回电网的时候是不是负载固定?(泵式输送?不管电网需不需要,强行输送功率?)设备的功率老化处理目的是对设备做“可靠性筛选试验”,是设备质量优劣的检验手段,(电阻负载是最稳固的电功率负载),所以,“必须、绝对”得保证老化试验的“必需条件”需求!!

我不是搞电力的,对并网这部分不了解,上面是我的理解,也是我的疑问。

你的想法、初衷非常好,支持!如果排除、忽略这中间的耗损,这是一个“永动机”项目啊!祝你成功。。
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ID:253767 发表于 2020-1-6 07:03 | 显示全部楼层
谢谢分享!!!
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ID:236867 发表于 2020-1-6 13:16 | 显示全部楼层
toyboy 发表于 2020-1-6 01:27
从你的描述上理解,你是想把“老化逆变器或者老化开关电源”时,把把设备老化过程消耗在电阻上的电功率回收 ...

理解很准确,我的并网功率调节是PI算法,范围是0到最大值并网
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ID:516863 发表于 2020-1-6 14:37 | 显示全部楼层
马丽 发表于 2020-1-6 13:16
理解很准确,我的并网功率调节是PI算法,范围是0到最大值并网

那好,我想知道你如何保证负载稳固?老化时间是多久?而且,你的老化需不需要加温或加压?需不需空载、满载、超载、回灌等动态冲击?
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ID:516863 发表于 2020-1-6 15:02 | 显示全部楼层
马丽 发表于 2020-1-6 13:16
理解很准确,我的并网功率调节是PI算法,范围是0到最大值并网

并网部分是另一个问题,首要条件是满足老化程序流程,替换电阻负载的物品或设备必须是“稳固”的合适负载,(例如:要对100W的电源进行老化测试,接入的电阻是有要求的!10Ω 100A 与0.01Ω 10000A,同样是100W,但意义、要求却相差很大!)也就是说,被老化的设备对负载接入阻抗有要求!(接入电容的容抗,电机、电感的感抗等)所以,对于后面接入的替代负载要求很高,这点请你留意。
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ID:236867 发表于 2020-1-6 19:37 | 显示全部楼层
toyboy 发表于 2020-1-6 15:02
并网部分是另一个问题,首要条件是满足老化程序流程,替换电阻负载的物品或设备必须是“稳固”的合适负载 ...

现在讨论这些太早了,当务之急是要完成市电的并网,并网成功,才可以讨论这些,至于阻抗的匹配,只是一个输入电压与功率的适应范围,可以进行DC转DC就可以解决的,负载的稳固,只是一个恒流精度的问题,因为输出电压是固定的,要么是AC110V,要么是AC220V,所以只要电流恒定,输出功率就稳固了
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ID:236867 发表于 2020-1-6 19:47 | 显示全部楼层
toyboy 发表于 2020-1-6 15:02
并网部分是另一个问题,首要条件是满足老化程序流程,替换电阻负载的物品或设备必须是“稳固”的合适负载 ...

现在的PID算法这么成熟,相信稳住电流,不是难事。就拿这款正弦波控制板来说,我已做过实验EG8010方案,在同样机型上面测试,3KW空载和满载EG8010压差3V,我的16F716,压差基本上没有,做到了无压差,我里面的稳压算法采用了PI算法,并且是使用的双闭环控制,大家可以拿样板去试试吧!
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ID:516863 发表于 2020-1-6 23:09 | 显示全部楼层
我大致理解你的意思了,你是要先做一个形似于光伏、风能并网的系统。
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ID:236867 发表于 2020-1-7 06:58 | 显示全部楼层
toyboy 发表于 2020-1-6 23:09
我大致理解你的意思了,你是要先做一个形似于光伏、风能并网的系统。

是滴,至于逻辑控制。保护啥的,后面一步一步的添加
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ID:673060 发表于 2020-1-11 02:45 来自手机 | 显示全部楼层
能详细讲解下瞬时值反馈和有效值反馈吗,实在看不出来这两个反馈
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ID:253767 发表于 2020-1-12 09:10 | 显示全部楼层
谢谢分享!!!
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ID:236867 发表于 2020-2-8 11:11 | 显示全部楼层
381864948 发表于 2020-1-11 02:45
能详细讲解下瞬时值反馈和有效值反馈吗,实在看不出来这两个反馈

在电路外面是看不出来的,在外面只能看到稳压效果,纹丝不动,双环控制是程序里面操控
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ID:384013 发表于 2020-2-10 01:31 | 显示全部楼层
這個厲害了!!
8000W藥用多大的電池啊??
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ID:693374 发表于 2020-2-14 23:19 | 显示全部楼层
怎么把家里的220变成三相380呢
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ID:236867 发表于 2020-2-15 09:04 | 显示全部楼层
那个简单的,前级升压至650Vdc,后级加一张3相正弦波控制板逆变器就好了
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ID:430492 发表于 2020-3-5 14:57 | 显示全部楼层
任何创造发明都是基于起始的一个想法,感觉应当能成,就老化来说,肯定能达到很大程度节能。
对于回馈电网吧,感觉其实是回收一部分能源,反馈给老化机使用比较合适,因为老化设备自身就会有一定的损耗,这样老化的电能消耗会小很多,光就这个想法就是功德无量。
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ID:1017908 发表于 2022-4-13 00:42 | 显示全部楼层
你好,
我是一名初级工程师,我正在开发离网逆变器,我发现了一篇关于你开发的离网正弦波控制板的帖子. 我想知道您能否以某种方式帮助我了解您在控制板上应用的峰值电压反馈迴路.
我非常感谢您的关注.
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ID:95059 发表于 2023-7-13 15:21 | 显示全部楼层
逆变器是我的最爱!研究了十多年
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ID:95059 发表于 2023-7-13 15:22 | 显示全部楼层
toyboy 发表于 2020-1-6 01:27
从你的描述上理解,你是想把“老化逆变器或者老化开关电源”时,把把设备老化过程消耗在电阻上的电功率回收 ...

666
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ID:22788 发表于 2023-7-26 09:53 | 显示全部楼层
又见亮德利
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ID:1091337 发表于 2023-8-16 01:04 | 显示全部楼层
哪里有PCB
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