一款600W正弦波逆变器设计制作的全流程(一)

正弦波逆变器是我们业界常用的逆变器产品，如何设计制作一台实用性强、价廉物美的正弦波逆变器，一直是广大电子产品爱好者所关注的。最近，笔者花了近一个月的时间，制作了这台600W的正弦波逆变器，下面简单介绍下设计制作的全过程。

      该600W的正弦波逆变器的主要特点：

　　SPWM的驱动核心采用了单片机SPWM芯片，TDS2285,所以，SPWM驱动部分相对纯硬件来讲，比较简单，制作完成后要调试的东西很少，所以比较容易成功。

　　所有的PCB全部采用了单面板，便于制作，因为很多爱好者都会自已做单面的PCB,有的用感光法，有点用热转印法等，这样就不用麻烦PCB厂家，自已在家里就可以做出来，当然，主要的目的是省钱。

　　该机所有的元件及材料都可以在淘宝网上买到。如果PCB没有做错，如果元器件没有问题，如果你对逆变器有一定的基础，包你制作成功，当然，里面有很多东西要自已动手做的，可以尽享自已动手的乐趣。

　　功率只有600W,一般说来，功率小点容易成功，既可以做实验也有一定的实用性。

　　下面是样机的照片和工作波形：

　　一、600W正弦波逆变器电路原理：

　　该逆变器分为四大部分，每一部分做一块PCB板。分别是“功率主板”、“SPWM驱动板”、“DC-DC驱动板”、“保护板”。

　　1.功率主板：

　　功率主板包括了DC-DC推挽升压和H桥逆变两大部分。

　　该机的BT电压为12V,满功率时，前级工作电流可以达到55A以上，DC-DC升压部分用了一对190N08,这种247封装的牛管，只要散热做到位，一对就可以输出600W,也可以用IRFP2907Z,输出能力差不多，价格也差不多。主变压器用了EE55的磁芯，其实，就600W而言，用EE42也足够了，我是为了绕制方便，加上EE55是现存有的，就用了EE55.关于主变压器的绕制，下面再详细介绍。前级推挽部分的供电采用对称平衡方式，这样做有二个好处，一是可以保证大电流时的二个功率管工作状态的对称性，保证不会出现单边发热现象；二是可以减少PCB反面堆锡层的电流密度，当然，也可以大大减小因为电流不平衡引起的干扰。高压整流快速二极管，用的是TO220封装的RHRP8120,这种管子可靠性很好，我用的是二手管，才1元钱一个。高压滤波电容是470uf/450V的，在可能的情况下，尽可能用的容量大一些，对改善高压部分的负载特性和减少干扰都有好处。

　　H桥部分用的是4个IRFP460,耐压500V,最大电流20A,也可以用性能差不多的管子代替，用内阻小的管子可以提高整机的逆变效率。H桥部分的电路采用的常规电路。

　　下面是功率主板的PCB截图，长宽为200X150MM，因为这部分的电路比较简单，所以，我没有画原理图，而是直接画了PCB图。

　　2. SPWM驱动板

　　和我的1KW机器一样，SPWM的核心部分采用了张工的TDS2285单片机芯片。关于该芯片的详细介绍，可以看我以前的贴子：http://bbs.dianyuan.com/topic/563779,这里不详说了。U3,U4组成时序和死区电路，末级输出用了4个250光藕，H桥的二个上管用了自举式供电方式，这样做的目的是简化电路，可以不用隔离电源。

　　因为BT电压会在10-15V之间变化，为了可靠驱动H桥，光藕250的图腾输出级工作电压一定要在12-15之间，不能低于12V,否则可能使H桥功率管触发失败。所以，这里用了一个MC34063（U9），把BT电压升至15V（该升压电路由钟工提供），实验证明，这方式十分有效。

　　整个SPWM驱动板，通过J1,J2插口和功率板接通，各插针说明如下：

　　J2:

　　2P-4P; 7P-9P; 13P-15P; 18P-20P 分别为H桥4个功率管的驱动引脚。

　　23P-24P为交流稳压取样电压的输入端。

　　J1:

　　1P为2285输出至前级3525第10P的保护信号连接端，一旦保护电路启动，2285的12P输出高电平，通过该接口插针到前级3525的10P,关闭前级输出。

6P-7P-8P为地GND.

　　9P接保护电路的输出端，用于关闭后级SPWM输出。

　　10P-11P接BT电源。

　　下面是SPWM驱动板的电原理图和PCB截图：

　　SPWM驱动板原理图 :

　　3.DC-DC驱动板

　　DC-DC升压驱动板，采用的是很常见的线路，用一片SG3525实现PWM的输出，后级用二组图腾输出，经实验，如果用一对190N08,图腾部分可以省略，直接用3525驱动就够了。因为这DC-DC驱动板，和我的1000W机上的接口是通用的，所以有双组输出，该机上只用了一组。板上有二个小按钮开关，S1,S2,S1是开机的，S2是关机的，可以控制逆变器的启动和停机。

　　这驱动板，是用J3,J4接口和功率板相连的，其中J3的第1P为限压反馈输入端。

　　下面是DC-DC升压驱动电路图和PCB截图：

　　DC-DC驱动板原理图：

　　4.保护板

　　我这次没有做保护板，有如下原因：首先是没有保护板该机也可以工作，加上这段时间比较忙，所以，保护板就拉下了；其次是：我这次公布的功率主板，是后来经修正过的，保护板上的接口也做了改动，而我的样机用的是没有修正过的PCB板，即便是做了保护板，也插不上去。我倒是希望有朋友如果用我的PCB文档去厂家打样，不要忘记，多给我打一套，寄给我，我就可以根据新的功率主板来画保护板了。