中心議題：

• 逆變器手工製作全過程

解決方案：

• SPWM的驅動核心采用了單片機SPWM芯片
• 所有的PCB全部采用了單麵板
• 功率有600W

製作600W的正弦波逆變器，

該機具有以下特點：
1.SPWM的驅動核心采用了單片機SPWM芯片，TDS2285
，所以，SPWM驅動部分相對純硬件來講，比較簡單，製作完成後要調試的東西很少，所以
，比較容易成功。

2.所有的PCB全部采用了單麵板
，便於大家製作
，因為
，很多愛好者都會自已做單麵的PCB，有的用感光法，有點用熱轉印法，等等，這樣，就不用麻煩PCB廠家了，自已在家裏就可以做出來，當然
，主要的目的是省錢
，現在的PCB廠家太牛了，有點若不起（我是萬不得已才去找PCB廠家的）。

3.該機所有的元件及材料都可以在淘寶網上買到
，有了網購真的很方便，快遞送到家，你要什麼有什麼。
如果PCB沒(mei)有(you)做(zuo)錯(cuo)，如(ru)果(guo)元(yuan)器(qi)件(jian)沒(mei)有(you)問(wen)題(ti)，如(ru)果(guo)你(ni)對(dui)逆(ni)變(bian)器(qi)有(you)一(yi)定(ding)的(de)基(ji)礎(chu)
，我(wo)保(bao)證(zheng)你(ni)製(zhi)作(zuo)成(cheng)功(gong)，當(dang)然(ran)

，裏(li)麵(mian)有(you)很(hen)多(duo)東(dong)西(xi)要(yao)自(zi)已(yi)動(dong)手(shou)做(zuo)的(de)
，可(ke)以(yi)盡(jin)享(xiang)自(zi)已(yi)動(dong)手(shou)的(de)樂(le)趣(qu)。

4.功率隻有600W，一般說來，功率小點容易成功，既可以做實驗也有一定的實用性。

下麵是樣機的照片和工作波形：





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一、電路原理：

該逆變器分為四大部分
，每一部分做一塊PCB板。分別是“功率主板”；“SPWM驅動板”；“DC-DC驅動板”；“保護板”。

1.功率主板：

功率主板包括了DC-DC推挽升壓和H橋逆變兩大部分。該機的BT電壓為12V
，滿功率時，前級工作電流可以達到55A以上，DC-DC升壓部分用了一對190N08，這種247封裝的牛管，隻要散熱做到位，一對就可以輸出600W，也可以用IRFP2907Z，輸出能力差不多，價格也差不多。主變壓器用了EE55的磁芯
，其實，就600W而言
，用EE42也足夠了，我是為了繞製方便，加上EE55是現存有的，就用了EE55。關於主變壓器的繞製，下麵再詳細介紹。

前qian級ji推tui挽wan部bu分fen的de供gong電dian采cai用yong對dui稱cheng平ping衡heng方fang式shi，這zhe樣yang做zuo有you二er個ge好hao處chu
，一yi是shi可ke以yi保bao證zheng大da電dian流liu時shi的de二er個ge功gong率lv管guan工gong作zuo狀zhuang態tai的de對dui稱cheng性xing
，保bao證zheng不bu會hui出chu現xian單dan邊bian發fa熱re現xian象xiang
；二是可以減少PCB反麵堆錫層的電流密度，當然
，也可以大大減小因為電流不平衡引起的幹擾。高壓整流快速二極管
，用的是TO220封裝的RHRP8120，這種管子可靠性很好，我用的是二手管
，才1元錢一個。高壓濾波電容是470uf/450V的，在可能的情況下，盡可能用的容量大一些，對改善高壓部分的負載特性和減少幹擾都有好處。H橋部分用的是4個IRFP460，耐壓500V，最大電流20A
，也可以用性能差不多的管子代替

，用內阻小的管子可以提高整機的逆變效率。H橋部分的電路采用的常規電路。

下麵是功率主板的PCB截圖，長寬為200X150MM
，因為
，這部分的電路比較簡單，所以，我沒有畫原理圖，是直接畫了PCB圖的。該板布板時
，曾得到好友的提示幫助，特在此表示感謝。



2.SPWM驅動板

和我的1KW機器一樣，SPWM的核心部分采用了張工的TDS2285單片機芯片。關於該芯片的詳細介紹，這裏不詳說了。U3,U4組成時序和死區電路，末級輸出用了4個250光藕，H橋的二個上管用了自舉式供電方式
，這樣做的目的是簡化電路，可以不用隔離電源。

因為BT電壓會在10-15V之間變化
，為了可靠驅動H橋
，光藕250的圖騰輸出級工作電壓一定要在12-15之間，不能低於12V
，否則可能使H橋功率管觸發失敗。所以，這裏用了一個MC34063（U9），把BT電壓升至15V（該升壓電路由鍾工提供）
，實驗證明，這方式十分有效。

整個SPWM驅動板，通過J1,J2插口和功率板接通，各插針說明如下：
J2:
2P-4P;7P-9P;13P-15P;18P-20P分別為H橋4個功率管的驅動引腳
23P-24P為交流穩壓取樣電壓的輸入端。
J1:
1P為2285輸出至前級3525第10P的保護信號連接端
，一旦保護電路啟動
，2285的12P輸出高電平，通過該接口插針到前級3525的10P
，關閉前級輸出。
6P-7P-8P為地GND。
9P接保護電路的輸出端，用於關閉後級SPWM輸出。
10P-11P接BT電源。
下麵是SPWM驅動板的電原理圖和PCB截圖：



3.DC-DC驅動板

DC-DC升壓驅動板，采用的是很常見的線路，用一片SG3525實現PWM的輸出
，後級用二組圖騰輸出
，經實驗，如果用一對190N08
，圖騰部分可以省略，直接用3525驅動就夠了。因為這DC-DC驅動板，和我的1000W機上的接口是通用的，所以有雙組輸出，該機上隻用了一組。板上有二個小按鈕開關，S1,S2，S1是開機的，S2是關機的，可以控製逆變器的啟動和停機。

這驅動板
，是用J3,J4接口和功率板相連的
，其中J3的第1P為限壓反饋輸入端。

下麵是DC-DC升壓驅動電路圖和PCB截圖：

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4.保護板

我這次沒有做保護板
，有如下原因：首先是沒有保護板該機也可以工作，加上這段時間比較忙，所以
，保護板就拉下了；其次是：我這次公布的功率主板，是後來經修正過的，保護板上的接口也做了改動
，而我的樣機用的是沒有修正過的PCB板，即便是做了保護板

，也插不上去。我倒是希望有朋友如果用我的PCBwendangquchangjiadayang，buyaowangji，duogeiwodayitao
，jigeiwo
，wojiukeyigenjuxindegonglvzhubanlaihuabaohubanle。xiamianshibaohubufendedianlutu，shiwoxuexilezhonggonggongbude3000W上用的保護電路變化而來的。

二、主要部件的製作和采購

1.SPWM主芯片


2.主變壓器

主變壓器是製作逆變器成功與否的關健，本機主變用的磁芯為EE55，材質PC40
，我在杭州電子市場買到了一種質量很好的骨架，立式的，腳位11加11
，腳粗1.2MM。繞製數據：初級2T加2T
，用10根0.93的線。初級導線總麵積為6.8平方MM，次級為0.93線一根
，繞60T。



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2.主變壓器

主變壓器是製作逆變器成功與否的關健，本機主變用的磁芯為EE55，材質PC40
，我在杭州電子市場買到了一種質量很好的骨架，立式的，腳位11加11，腳粗1.2MM。繞製數據：初級2T加2T
，用10根0.93的線。初級導線總麵積為6.8平方MM，次級為0.93線一根，繞60T。


繞製步驟：

A),先繞二分之一的高壓繞組（次級），先在骨架上用高溫膠帶粘一層，這樣做是為了防止導線打滑
，用一根0.93線繞一層，約30圈（注意的是，高壓繞組的線頭要做好絕緣，我是套進一小段熱縮套管，用打火機烤一下，就緊緊包在線頭上了），再用膠帶固定住線頭
，不要讓它散出來，並在高壓繞組的外麵用高溫膠帶包三層。

B)，下麵就可以繞低壓繞組了（初級），低壓繞組分成二層繞，也就是每一層是2加2，用5根線並繞
，我畫了一個圖（見下麵圖），不知大夥能不能看清楚結構情況。


先用5根0.93線繞2圈（見圖二中紅線）
，中間留空隙，再在空隙處用另外5根線繞2圈（見圖二中藍線），每根線長約37CM。用同樣的方法繞二層


，層間包二層膠帶，這樣就相當於用了10根線並繞。繞完低壓繞組
，在繞組外用高溫膠帶包三層。繞低壓繞組要注意的問題是：線頭留在下麵，即骨架引腳處，線尾留長一點，暫時留在骨架的上麵（等繞完高壓繞組後要向下折下來）。從（圖一）可以看出

，實際上，低壓繞組的頭和尾是有一段是重疊的
，也就是不是2圈
，而是約2.2圈，這樣做可以大大減少漏感。

C)，再繼續繞高壓繞組，繞完另外的30圈，要注意的是，這30圖要和裏麵的30圈繞向相同，這點很關健。如果一層繞不下

，就把剩下幾圈再繞一層。D)，繞完高壓繞組後
，在外麵用高溫膠帶包三層
，就把低壓繞組原先留在上麵的線頭折下來（見圖三），準備焊在骨架的腳上。去漆可以用脫漆劑，用棉簽沾一點脫漆劑
，抹在線頭上
，過一會兒

，漆就掉下來了，就可以焊了。

E）
，再後在整個繞組的外麵包幾層高溫膠帶
，繞好的線包外觀要飽滿平整。

F），現xian在zai可ke以yi插cha磁ci芯xin了le，插cha磁ci芯xin之zhi前qian要yao對dui磁ci芯xin的de對dui接jie麵mian做zuo清qing潔jie處chu理li，我wo是shi用yong膠jiao帶dai粘zhan幾ji下xia，把ba磁ci芯xin對dui接jie麵mian的de粉fen末mo全quan清qing潔jie幹gan淨jing，插cha入ru磁ci芯xin，用yong膠jiao帶dai紮zha緊jin
，有you條tiao件jian的de話hua對dui磁ci芯xin對dui接jie處chu用yong膠jiao水shui做zuo固gu定ding。

我發現用這種方法繞製的變壓器漏感比較小。以前用銅帶繞製
，漏感一般在0.8uH以上，現在可以做到0.4uH以下。我想原因是：因為銅帶要焊引出線頭，這樣就留下了一個錫堆，再繞高壓繞組時，中間就有一個空隙
，導致耦合不緊。下圖為測試漏感示意圖。
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如果有條件，一定要做一個耐壓測試，任一個低壓繞組對高壓繞組的絕緣要在1500V以上
，這樣才可以放心使用。

3.AC輸出濾波磁環
對於象我這樣純手工打造的愛好者來講
，這個磁環的繞製也是十分頭痛的事。

磁環是采用直徑40MM的鐵矽鋁磁環
，用1.18的線，在上麵穿繞90圈，線長約4.5米
，如果用導磁率為125的磁環
，電感量大約在1.5mH
，用導磁度為90的磁環，電感量大約在1mH左右。我做過試驗
，用二個這樣的磁環，每個電感量在0.7mH以上就可以正常工作了。繞製時分二層，第一層，45圈(quan)，因(yin)為(wei)磁(ci)環(huan)外(wai)圈(quan)和(he)內(nei)圈(quan)的(de)周(zhou)長(chang)不(bu)同(tong)，所(suo)以(yi)第(di)一(yi)層(ceng)繞(rao)時(shi)
，內(nei)圈(quan)的(de)線(xian)要(yao)緊(jin)密(mi)排(pai)列(lie)，而(er)外(wai)圈(quan)的(de)線(xian)是(shi)每(mei)圈(quan)之(zhi)間(jian)留(liu)有(you)一(yi)個(ge)空(kong)隙(xi)的(de)。繞(rao)第(di)二(er)層(ceng)時(shi)
，內(nei)圈(quan)是(shi)疊(die)在(zai)第(di)一(yi)層(ceng)線(xian)上(shang)，外(wai)圈(quan)是(shi)嵌(qian)在(zai)第(di)一(yi)層(ceng)線(xian)的(de)空(kong)隙(xi)中(zhong)
，這(zhe)樣(yang)繞(rao)出(chu)來(lai)的(de)線(xian)圈(quan)才(cai)好(hao)看(kan)。當(dang)然(ran)，好(hao)象(xiang)是(shi)否(fou)好(hao)看(kan)，也(ye)不(bu)影(ying)響(xiang)使(shi)用(yong)。下(xia)麵(mian)是(shi)我(wo)在(zai)淘(tao)寶(bao)上(shang)買(mai)過(guo)磁(ci)環(huan)的(de)網(wang)店(dian)（無意為商家做廣告，隻是方便朋友們采購）。注意，繞這個磁環時

，一定要戴手套，否則
，導線會讓你勒出血泡的。



4.散熱風扇

本機前級功率管和H橋的功率管都用風扇散熱（安裝方法下麵再詳述），這是一種小型儀表風扇
，比電腦上的CPU風扇還要小一點
，實驗證明
，在600W輸出的情況下，H橋的4個功率管散熱不成問題，但前級的二個功率管好象散熱不夠一點
，如果有可能，最好用大一點的風扇。

這風扇也是在淘寶網上買的，但現在這家店中好象沒有了，隻能用其它差不多的風扇代替了


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三、安裝與調試：

本機的安裝調試並不複雜，但安裝前必須做到二點：

1.所有元器件必須是好的，器件的耐壓和工作電流一定要夠，盡可能用新器件，有條件的話裝前對元器件作一番測試。

2.PCB質量一定要好
，裝前最好仔細地檢查一下，有沒有銅箔毛刺引起的短路等。

下麵我講一講各板子的安裝過程要注意的事項：

1.功率主板：

功率主板的安裝
，因為都是一些大器件，所以安裝是比較方便的。

大功率管的安裝：先(xian)把(ba)大(da)功(gong)率(lv)管(guan)的(de)腳(jiao)彎(wan)成(cheng)如(ru)下(xia)圖(tu)所(suo)示(shi)的(de)樣(yang)子(zi)，然(ran)後(hou)把(ba)管(guan)子(zi)金(jin)屬(shu)麵(mian)朝(chao)上(shang)
，將(jiang)管(guan)腳(jiao)插(cha)入(ru)焊(han)接(jie)孔(kong)，在(zai)功(gong)率(lv)管(guan)的(de)金(jin)屬(shu)麵(mian)上(shang)塗(tu)一(yi)點(dian)導(dao)熱(re)矽(gui)脂(zhi)，再(zai)覆(fu)蓋(gai)一(yi)層(ceng)矽(xi)膠(jiao)片(pian)做(zuo)絕(jue)緣(yuan)。再(zai)把(ba)散(san)熱(re)器(qi)蓋(gai)上(shang)

，從(cong)PCB下麵升上來一個M3的(de)螺(luo)絲(si)，擰(ning)在(zai)散(san)熱(re)器(qi)，並(bing)擰(ning)緊(jin)，這(zhe)樣(yang)
，散(san)熱(re)器(qi)就(jiu)緊(jin)緊(jin)壓(ya)在(zai)大(da)功(gong)率(lv)管(guan)上(shang)了(le)
，再(zai)在(zai)反(fan)麵(mian)把(ba)管(guan)腳(jiao)焊(han)好(hao)。這(zhe)種(zhong)裝(zhuang)法(fa)，主(zhu)要(yao)是(shi)更(geng)換(huan)功(gong)率(lv)管(guan)比(bi)較(jiao)方(fang)便(bian)。



板子裝完後，接入12V直流電，見上圖，按一下S1開關
，驅動板就開始工作了
，測一下工作電流，一般應該在40MA左右
，將示波器探頭接到圖中PWM輸出處
，應該看到二路互為相反的PWM波輸出
，頻率在28K左右，幅度為12V。因為這塊板子，當初我畫的時候，是和我的1000W機通用的
，所以
，插針處有二對輸出

，但在600W機中隻用了左邊的一對。

3.SPWM驅動板

SPWM驅動板
，因為元器件較多

，所以，安裝時一定要細心

，元器件不能有問題
，也不能裝錯。特別是板上的高速隔離光藕TLP250，買時一定要注意質量
，現在淘寶上的價格很亂，我曾經買到很便宜的，全新的才2.8元一個
，結果發現是打磨後重新印字的假貨。一般我認為，全新東芝原裝的
，價格應該在5-6元的才是真的。

裝好板子後，按下圖接上12V電源，總電流應該在120-130MA左右。

測C22二端應該在19V左右，C23二端為15V，說明升壓電路部分基本正常。這時，就可以用示波器在SPWM輸出端測到SPWM波形，見上圖右邊的引出腳。（注意：因為二個上管是自舉供電的
，所以，在沒有接H橋的情況下
，隻能測到二個下管的SPWM波形，二個上管的波形暫時測不到的，這是正常的）。

4.整機調試：

為了安全起見

，一般是前後級分開來調試，等把前後級都調好了，再聯起來調試
，就方便了。

A）.前級的調試：

先在電瓶的引線上接一個15A的保險絲，功率主板上的高壓保險絲不要裝，這樣
，前後級就分開了。插上前級DC-DC驅動板，把萬用表直流電壓700V檔接在高壓電解二端，開機（按一下DC-DC驅動板上的ON啟動開關）
，前級就啟動了
，功率主板上的高壓指示LED就亮了，這時
，看直流高壓為幾V。調試DC-DC驅動板上的R12多圈電位器，使高壓輸出在370-380V之間。此時，12V的電流應該在200MA之內，說明前級正常。這裏如果看D極波形
，應該是雜亂的波形
，因為是空載限壓的狀態下
，這樣的波形是對的。

這裏，可以稍稍為前級加點負載，可以用二個100W220V的燈泡串聯起來，接到高壓解的二端
，這時電瓶電流可達到12Azuoyou，rangtagongzuoyiduanshijian，kankanqianjigonglvguanyoumeiyouwensheng
，ruguowenshengbumingxian，keyibadianpingbaoxiansihuandadian
，jixujiadafuzai，yibanzaigonglvguansanrezhengchangdeqingkuangxia，qianjikeyijiadao600W左右。在加載的情況下，再看D極波形，應該是正常的方波，稍有點尖峰是沒有關係的，如果尖峰過大，說明變壓器製作不過關，要重新繞製。

B）.後級調試：

調好前級後，再把前級的DC-DC驅動板拔下，在功率主板的高壓保險絲座上，裝上一個1A左右的保險絲，在高壓電解二端接上一個60V左右的電壓，作為母線電壓，我是用一台雙組的30V電源串起來當成60V用。插上SPWM驅動板，如果電路沒有問題，這時，在AC輸出端就可以測到正弦波了，電壓大約在40V左右，可以接一個36V60W的燈泡做負載。

C）.聯機

在前後級都正常的情況下，可以把前後級聯起來，完成整機調試把前級的DC-DC驅動板重新插上
，後級AC輸出端的負載去掉
，接上示波器（示波器最好用1：100的高壓探頭）和萬用表（AC700V檔），把高壓保險絲換成一個0.5A的。下麵要做的事是：開機！即按一下DC-DC驅動板的啟動開關
，成敗在此一舉，如果後級元件耐壓沒有問題
，此時，應該在示波器上看到正弦波了，波形應該很漂亮。這裏
，調整SPWM驅動板的多圈電位器R7，就可以看到輸出電壓在變化，把它調在225V左右停下。

讓機器空載工作一段時間，如果沒有出現意外
，可以把高壓保險絲換成2A的，慢慢加大負載，一般是100W

，200W，400W，一步一步地加
，每加一點讓機器老化一段時間
，同時要密切注意前級功率管的溫升，如果溫度過高，要查出原因。
我在裝這台樣機時，曾遇到過300W以下一切正常，加到300W以上，H橋管子就有一個燒掉，也曾請朋友幫我診斷和查找原因，後來是加強了高壓直流和SPWM板電源的濾波就一切正常了