正弦波控制板制作-逆變器-單相-離網(wǎng)

ID:236867 · 發(fā)表于 2020-1-3 12:23

本帖最后由馬麗于 2020-1-11 21:50 編輯

大家好！自從上次發(fā)了一款數(shù)控電源，好久沒發(fā)帖了！首先聲明，本人編程是半桶水，自學(xué)剛不久，誤打誤撞，與大家共進(jìn)步。

這次做單相正弦波離網(wǎng)控制板，緊接著做單相并網(wǎng)正弦波控制板，再做三相正弦波離網(wǎng)控制板，最后做三相正弦波并網(wǎng)控制板。望大家多多支持，所有方案，均使用PIC單片機(jī)。

先說說本人做并網(wǎng)逆變器的目的，我想實(shí)現(xiàn)做“回饋式電子負(fù)載”功能，因?yàn)槔匣孀兤骰蛘呃匣_關(guān)電源，大家都是使用電阻做負(fù)載，白白浪費(fèi)掉電能，我想把這些電能收集起來，用逆變器并網(wǎng)的形式，反饋到我們的供電設(shè)備的輸入端，這樣就形成了循環(huán)式老化產(chǎn)品，理論上是，足功率老化產(chǎn)品不耗電，實(shí)際不然，我們需要補(bǔ)充機(jī)器設(shè)備的損耗，所以回饋式電子負(fù)載可以收集90%的電能，這是本人的目標(biāo)，同時還需要大家大力支持！

要想做好并網(wǎng)逆變器，必須要做好離網(wǎng)逆變器，話不多說，先看單相離網(wǎng)正弦波控制板原理圖

本控制板專門驅(qū)動大功率IGBT，具有負(fù)壓關(guān)斷功能，是IGBT的最佳選擇。左邊是H橋驅(qū)動供電電源，中上部是單片機(jī)核心部分，中下部是H橋感應(yīng)輸出電流比較器，控制輸出功率大小，右邊是高速IGBT驅(qū)動光耦，專門對IGBT隔離驅(qū)動，提供負(fù)壓關(guān)斷功能。大家都知道，場效應(yīng)管是零伏可以截止關(guān)斷，IGBT就不一樣了，需要負(fù)壓提供，才可以可靠關(guān)斷。

主芯片采用的PIC16F716，程序是在百度參考的，只不過做了些更改，采樣電路使用的和EG8010一模一樣的電路，采樣方式均使用峰值采樣，逆變器的后級電路如圖下：

接下來繪制PCB,相信大家，在正弦波離網(wǎng)方面，大家都很熟悉了，我也不過多的講解，在并網(wǎng)方面，給大家做仔細(xì)的講解，也同樣使用這款芯片PIC16F716做并網(wǎng)正弦波控制板

我再說說我對PIC16F716的看法，我覺得線路簡單，編程簡單，一切從簡單入手，我看過好的使用的PIC16F716，輸出波形很不如意，其實(shí)不是芯片的問題，是程序的問題，要想輸出好的波形，必須自己編寫正弦波碼表，自己編寫的，那才叫一個漂亮！

SPWM載頻：16.00KHZ

輸出正弦波頻率：50.0HZ

PCB畫好了，尺寸：75*42mm打樣中

PCB到了，開始焊接貼片了

板子焊好了

各腳功能圖

這是各個引腳功能，準(zhǔn)備通電測試

給大家說一下2（SD）腳和3(IFB)腳的處理：

過流信號有兩種情況，一是啟動沖擊過流（防浪涌），二是短路過流，經(jīng)過0.5秒的濾出，這個時間可以隨便改寫，確認(rèn)短路過流后，四橋臂全部為低電平，同時2腳輸出5V,去控制前級升壓的開關(guān)電路，關(guān)閉前級工作。

#define SD RB0

#define PWM1H RB1

#define PWM1L RB2

#define IFB RB4

I_num++;

if(IFB==0) I_num=0;

if(IFB==1) //判斷是否過流，即是10腳

{

if(I_num>=5000) //延長0.5秒

{

CCP1CON=0xf0;

PEIE=0; //外圍模塊中斷使能關(guān)

GIE=0; //關(guān)全局中斷

TMR1H=0x00; //T1時間高位賦值

TMR1L=0x00; //T1時間低位賦初值

TMR2IE=0; //關(guān)定時器2中斷使能

TMR2ON=0; //關(guān)定時器2

PWM1H=0;

PWM1L=0;

I_num=0;

SD=1;

}

測試步驟：

首先14腳與15腳輸入+24V直流電源，測試每個光耦的6腳和8腳，電壓為24V.緊接著在16腳輸入+5V,示波器測試5腳和8腳，輸出為50Hz互補(bǔ)方波，10腳和12腳，輸出為16KHz互補(bǔ)SPWM波,大功告成！

再說說為什么我要編寫16KHz的載頻，因?yàn)?6KHz的載頻能適應(yīng)模塊型的常用大功率IGBT,只有模塊IGBT才能做的出大功率正弦波逆變器來，有空本人想利用此方案，做一臺20KW的單相正弦波逆變器。

通電測試，波形還滿意，所以，正弦波碼表真還得自己計(jì)算。我測試波形喜歡使用直流檔，大家看輸出波形在中間軸上，證明輸出不含直流。

此次試驗(yàn)成功，輸出頻率精準(zhǔn)，輸出電壓穩(wěn)定度很好，負(fù)載和空載輸出電壓保持不變。

本樣板軟件穩(wěn)壓方式，采用的是峰值穩(wěn)壓，電壓瞬時值反饋和有效值反饋結(jié)構(gòu)的，雙閉環(huán)控制方式。外環(huán)電壓有效值反饋，使系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)時盡可能實(shí)現(xiàn)輸出無靜差，內(nèi)環(huán)采用瞬時值反饋，保證系統(tǒng)獲得優(yōu)良的動態(tài)性能，二者各司其職，共同協(xié)作。

本人選擇峰值穩(wěn)壓，是因?yàn)闀簯B(tài)閉環(huán)響應(yīng)速度快，對母線電壓的變化和輸出負(fù)載的變化，瞬態(tài)響應(yīng)均快，控制環(huán)線路簡單，控制環(huán)易于控制。另外瞬時峰值的電壓，是內(nèi)在固有的逐個峰值波一一控制。

物料清單：

好了！接下來我開始籌備單相并網(wǎng)正弦波程序了，芯片也是使用的PIC16F716單片機(jī)，估計(jì)也很快會完成

另外有朋友拿到我的樣片，測試后的結(jié)果，歡迎來論壇里溝通，看看程序還需要做哪方面的升級，謝謝大家。

下一篇：逆變器 - 單相 - 并網(wǎng)正弦波控制板

歡迎閱讀！

今天我給正弦波控制板加了個顯示

開機(jī)畫面

工作畫面

顯示屏程序

加入12864顯示的目的，方便我下一篇單相并網(wǎng)逆變器，顯示并網(wǎng)參數(shù)及狀態(tài)

第二篇開始了：逆變器-單相-并網(wǎng)正弦波控制板

喜歡逆變器并網(wǎng)的朋友過來一起互相學(xué)習(xí)！
http://www.torrancerestoration.com/bbs/dpj-178493-1.html

ID:516863 · 發(fā)表于 2020-1-6 01:27

從你的描述上理解，你是想把“老化逆變器或者老化開關(guān)電源”時，把把設(shè)備老化過程消耗在電阻上的電功率回收（即去掉負(fù)載電阻），并回輸回電網(wǎng)？
如果我理解正確的話，那么就是AC to DC to AC (例子：假設(shè)AC220V變DC24V，然后DC24V變AC220V，移相同步，并回電網(wǎng)）；那么，這里面有一個要求：負(fù)載固定�。ɡ匣康男枰呢�(fù)載），在并回電網(wǎng)的時候是不是負(fù)載固定？（泵式輸送？不管電網(wǎng)需不需要，強(qiáng)行輸送功率？）設(shè)備的功率老化處理目的是對設(shè)備做“可靠性篩選試驗(yàn)”，是設(shè)備質(zhì)量優(yōu)劣的檢驗(yàn)手段，（電阻負(fù)載是最穩(wěn)固的電功率負(fù)載），所以，“必須、絕對”得保證老化試驗(yàn)的“必需條件”需求��！

我不是搞電力的，對并網(wǎng)這部分不了解，上面是我的理解，也是我的疑問。

你的想法、初衷非常好，支持！如果排除、忽略這中間的耗損，這是一個“永動機(jī)”項(xiàng)目��！祝你成功。。

ID:253767 · 發(fā)表于 2020-1-6 07:03

謝謝分享!!!

ID:236867 · 發(fā)表于 2020-1-6 13:16

toyboy 發(fā)表于 2020-1-6 01:27
從你的描述上理解，你是想把“老化逆變器或者老化開關(guān)電源”時，把把設(shè)備老化過程消耗在電阻上的電功率回收 ...

理解很準(zhǔn)確，我的并網(wǎng)功率調(diào)節(jié)是PI算法，范圍是0到最大值并網(wǎng)

ID:516863 · 發(fā)表于 2020-1-6 14:37

馬麗發(fā)表于 2020-1-6 13:16
理解很準(zhǔn)確，我的并網(wǎng)功率調(diào)節(jié)是PI算法，范圍是0到最大值并網(wǎng)

那好，我想知道你如何保證負(fù)載穩(wěn)固？老化時間是多久？而且，你的老化需不需要加溫或加壓？需不需空載、滿載、超載、回灌等動態(tài)沖擊？

ID:516863 · 發(fā)表于 2020-1-6 15:02

馬麗發(fā)表于 2020-1-6 13:16
理解很準(zhǔn)確，我的并網(wǎng)功率調(diào)節(jié)是PI算法，范圍是0到最大值并網(wǎng)

并網(wǎng)部分是另一個問題，首要條件是滿足老化程序流程，替換電阻負(fù)載的物品或設(shè)備必須是“穩(wěn)固”的合適負(fù)載，（例如：要對100W的電源進(jìn)行老化測試，接入的電阻是有要求的！10Ω 100A 與0.01Ω 10000A，同樣是100W，但意義、要求卻相差很大�。┮簿褪钦f，被老化的設(shè)備對負(fù)載接入阻抗有要求�。ń尤腚娙莸娜菘�，電機(jī)、電感的感抗等）所以，對于后面接入的替代負(fù)載要求很高，這點(diǎn)請你留意。

ID:236867 · 發(fā)表于 2020-1-6 19:37

toyboy 發(fā)表于 2020-1-6 15:02
并網(wǎng)部分是另一個問題，首要條件是滿足老化程序流程，替換電阻負(fù)載的物品或設(shè)備必須是“穩(wěn)固”的合適負(fù)載 ...

現(xiàn)在討論這些太早了，當(dāng)務(wù)之急是要完成市電的并網(wǎng)，并網(wǎng)成功，才可以討論這些，至于阻抗的匹配，只是一個輸入電壓與功率的適應(yīng)范圍，可以進(jìn)行DC轉(zhuǎn)DC就可以解決的，負(fù)載的穩(wěn)固，只是一個恒流精度的問題，因?yàn)檩敵鲭妷菏枪潭ǖ模词茿C110V，要么是AC220V,所以只要電流恒定，輸出功率就穩(wěn)固了

ID:236867 · 發(fā)表于 2020-1-6 19:47

toyboy 發(fā)表于 2020-1-6 15:02
并網(wǎng)部分是另一個問題，首要條件是滿足老化程序流程，替換電阻負(fù)載的物品或設(shè)備必須是“穩(wěn)固”的合適負(fù)載 ...

現(xiàn)在的PID算法這么成熟，相信穩(wěn)住電流，不是難事。就拿這款正弦波控制板來說，我已做過實(shí)驗(yàn)EG8010方案，在同樣機(jī)型上面測試，3KW空載和滿載EG8010壓差3V,我的16F716，壓差基本上沒有，做到了無壓差，我里面的穩(wěn)壓算法采用了PI算法，并且是使用的雙閉環(huán)控制，大家可以拿樣板去試試吧！

ID:516863 · 發(fā)表于 2020-1-6 23:09

我大致理解你的意思了，你是要先做一個形似于光伏、風(fēng)能并網(wǎng)的系統(tǒng)。

ID:236867 · 發(fā)表于 2020-1-7 06:58

toyboy 發(fā)表于 2020-1-6 23:09
我大致理解你的意思了，你是要先做一個形似于光伏、風(fēng)能并網(wǎng)的系統(tǒng)。

是滴，至于邏輯控制。保護(hù)啥的，后面一步一步的添加

ID:673060 · 發(fā)表于 2020-1-11 02:45

能詳細(xì)講解下瞬時值反饋和有效值反饋嗎，實(shí)在看不出來這兩個反饋

ID:253767 · 發(fā)表于 2020-1-12 09:10

謝謝分享!!!

ID:236867 · 發(fā)表于 2020-2-8 11:11

381864948 發(fā)表于 2020-1-11 02:45
能詳細(xì)講解下瞬時值反饋和有效值反饋嗎，實(shí)在看不出來這兩個反饋

在電路外面是看不出來的，在外面只能看到穩(wěn)壓效果，紋絲不動，雙環(huán)控制是程序里面操控

ID:384013 · 發(fā)表于 2020-2-10 01:31

這個厲害了!!
8000W藥用多大的電池啊??

ID:693374 · 發(fā)表于 2020-2-14 23:19

怎么把家里的220變成三相380呢

ID:236867 · 發(fā)表于 2020-2-15 09:04

那個簡單的，前級升壓至650Vdc，后級加一張3相正弦波控制板逆變器就好了

ID:430492 · 發(fā)表于 2020-3-5 14:57

任何創(chuàng)造發(fā)明都是基于起始的一個想法，感覺應(yīng)當(dāng)能成，就老化來說，肯定能達(dá)到很大程度節(jié)能。
對于回饋電網(wǎng)吧，感覺其實(shí)是回收一部分能源，反饋給老化機(jī)使用比較合適，因?yàn)槔匣O(shè)備自身就會有一定的損耗，這樣老化的電能消耗會小很多，光就這個想法就是功德無量。

ID:1017908 · 發(fā)表于 2022-4-13 00:42

你好，
我是一名初級工程師，我正在開發(fā)離網(wǎng)逆變器，我發(fā)現(xiàn)了一篇關(guān)于你開發(fā)的離網(wǎng)正弦波控制板的帖子. 我想知道您能否以某種方式幫助我了解您在控制板上應(yīng)用的峰值電壓反饋迴路.
我非常感謝您的關(guān)注.

ID:95059 · 發(fā)表于 2023-7-13 15:21

逆變器是我的最愛！研究了十多年

ID:95059 · 發(fā)表于 2023-7-13 15:22

toyboy 發(fā)表于 2020-1-6 01:27
從你的描述上理解，你是想把“老化逆變器或者老化開關(guān)電源”時，把把設(shè)備老化過程消耗在電阻上的電功率回收 ...

666

ID:22788 · 發(fā)表于 2023-7-26 09:53

又見亮德利

ID:1091337 · 發(fā)表于 2023-8-16 01:04

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