EG8010-SPWM驱动的大功率纯正弦波逆变器电路方案及原理图

简介：
本项目介绍了一种基于EG8010芯片的SPWM控制技术实现的大功率纯正弦波逆变器设计，包含详细电路方案和原理图。 最近自己动手制作了一个24V 2000W的逆变器，并已完工，现在想分享一下成果并邀请大家提出宝贵意见或批评建议。 首先展示的是整机测试的照片，在拍摄时输出处于短路状态。从照片中可以看出正弦波的质量尚可，但由于使用了EG8010芯片，SPWM精度有限导致波形不够理想；另外死区时间较长（约1uS），过零点处表现不佳，考虑到管子的安全性未做调整。 在满载测试时（两个2100W的热得快并联）水完全沸腾。最大负载达到3000W持续了大约十秒左右，由于直流电源的压力太大而停止进一步测试。通过调节功率限制电位器将逆变器的最大输出功率控制在约2500W，在此之上机器会在不到两秒钟内自动关闭以保护自身。 短路时的反应也非常迅速，通常情况下会立即断开输出，并且由于EG8010芯片的原因，如果不断电的话过几秒后设备可能会重新启动。此外该逆变器具有良好的启动能力，例如两个并联的太阳灯（每盏功率为1000W）可以在一秒内成功启动。 设计时考虑的是2200W左右的最大输出功率，但由于直流电源的最大电流限制在100A以内只能测量到大约这个数值。不过长期测试显示当负载超过2500W时逆变器依旧可以稳定运行（连续使用时间超过十二小时）。 此外我还对前级场效应管的D极波形进行了记录和分析，以便于进一步优化设计。 在空载状态下该设备仅消耗6.642瓦的能量，这表明其具有良好的节能性能，非常适合用于太阳能等新能源系统中。所使用的环型变压器由两个叠放在一起的铁氧体磁芯组成，并且初级绕组采用1mm漆包线并联而成。 前级部分采用了四对ixfh80n10场效应管（每一对额定电流为80A，电压耐受能力达到100V），整流环节则使用了四个MUR1560二极管以及两个大容量的电解电容器。输入端用到了四个日本化工品牌的35V 1000uF电容。 后级部分由四只FQA28N50场效应管组成，输出滤波环节则包括了一个使用铁硅铝材料制作而成的磁芯线圈以及两个4.7微法拉的安规电容器。在调试过程中已经将高频臂和低频臂分别更换为两只FQL40N50以及两只FQA50N50。 经过多次短路测试，无论是在开机时、空载状态下还是满负载条件下该逆变器均能迅速响应并切断输出以保护自己。在所有这些情况下设备依然能够正常工作，并且没有发生任何损坏现象。 最后附上电路图：前级DC-DC变换器部分采用的是标准推挽式拓扑结构；驱动信号由SG3525和LM393芯片生成，具备欠压、过压以及过流保护功能。后级则是常见的全桥逆变设计，并且增加了一个高压检测单元以确保在直流电压超过一定阈值时辅助电源才能开启工作。 SPWM波形发生器采用EG8010结合IR2110芯片实现，同时通过监测管子上的压降来提供短路保护机制。