1093芯片做正弦波逆变器_详解单相光伏并网逆变器的硬件设计!-程序员宅基地

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什么是光伏并网逆变器?

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一台小功率光伏并网逆变器的设计图

工作原理

逆变器将直流电转化为交流电,若直流电压较低,则通过交流变压器升压,即得到标准交流电压和频率。对大容量的逆变器,由于直流母线电压较高,交流输出一般不需要变压器升压即能达到220V,在中、小容量的逆变器中,由于直流电压较低,如12V、24V,就必须设计升压电路。

中、小容量逆变器一般有推挽逆变电路、全桥逆变电路和高频升压逆变电路三种,推挽电路,将升压变压器的中性插头接于正电源,两只功率管交替工作,输出得到交流电力,由于功率晶体管共地边接,驱动及控制电路简单,另外由于变压器具有一定的漏感,可限制短路电流,因而提高了电路的可靠性。其缺点是变压器利用率低,带动感性负载的能力较差。全桥逆变电路克服了推挽电路的缺点,功率晶体管调节输出脉冲宽度,输出交流电压的有效值即随之改变。由于该电路具有续流回路,即使对感性负载,输出电压波形也不会畸变。该电路的缺点是上、下桥臂的功率晶体管不共地,因此必须采用专门驱动电路或采用隔离电源。另外,为防止上、下桥臂发生共同导通,必须设计先关断后导通电路,即必须设置死区时间,其电路结构较复杂。

下面进入正题

首先上总的原理图框架:从整个逆变器的原理框图来看,分为一下八个模块:

1.CPU模块,CPU里面除了dsPIC30F3011最下系统外,还包括风扇控制,继电器控制,还有485通讯部分;

2.功率mosfet模块,像驱动电路以及PWM故障检测都放在了功率mosfet里面;

3.电流采样及过流保护模块

4.直流与输出电压采样模块

5.电网电压及锁相模块

6.备用AD模块;

7.驱动电源模块;

8.系统整体的辅助电源模块!

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Layout好的PCB图:

Layout注意爬电距离和电流密度即可,前者相应的增加各布线间的线间距离,如果遇见器件之间距离无法扩大,可在机械层开槽,嘉立创要求至少0.8mm;后者相应增加各走线的铜箔宽度。

Top Layer

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Bottom layer

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Bottom Solder

由于48V5kW计算出的电流约是104A,整机输出功率最大时有104A的电流,3路mosfet并联,没路分得的电流34.6A,留点裕量,要过40A电流,所以要在底层阻焊层开窗。

开窗:有助于增加铜皮的散热能力,能提高载流能力。

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当然这个PCB也有很多的不足的地方,一位前辈的评价:

1.板子不建议做双层板,成本节省不了多少;

2.Mosfet驱动电路离得太远,并且信号回路很差;

3.接地孔周围有走线,器件,不符合安规&

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