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怎样选择逆变器磁环

发布时间:2024-12-21 19:40:24 人气:

逆变器制作步骤详解

       一、理解逆变器的基础知识

       在深入了解逆变器制作步骤之前,应首先明白逆变器的基本概念。逆变器是一种电子装置,它将直流电(DC)转换为交流电(AC)。这一转换过程对于许多便携式电器和汽车电器来说至关重要。

       二、准备制作材料和组件

       制作600W的正弦波逆变器,首先需要准备的主要组件包括:

       1. SPWM(开关脉冲宽度调制)主芯片

       2. 主变压器(用于电压的升降转换)

       此外,还需要采购质量良好的骨架、导线、磁芯、铁硅铝磁环、散热风扇等部件。

       三、制作和绕制主要部件

       1. 主变压器的制作:选择合适的磁芯和骨架,根据设计要求绕制初级和次级线圈。

       2. 绕制高压绕组:按照正确的方法和圈数绕制高压绕组,并确保线头绝缘。

       3. 绕制低压绕组:按照设计要求绕制低压绕组,确保绕向正确。

       四、AC输出滤波磁环的制作

       1. 选用适当尺寸的铁硅铝磁环。

       2. 按照设计圈数和要求绕制磁环,注意手部保护。

       五、散热风扇的安装

       确保风扇能够有效散热功率管,特别是在高功率输出时。

       六、安装与调试

       1. 确保所有元器件质量达标,耐压和工作电流满足要求。

       2. 检查PCB板质量,无短路等瑕疵。

       3. 进行安装和调试,注意电源滤波,解决可能出现的电流不稳定问题。

       通过以上步骤,可以完成逆变器的制作。在实践中,应逐步学习和掌握每个环节,以确保制作过程顺利进行。

定制大功率电感要注意什么?

       随着国家对新能源开发的大力支持,光伏逆变器作为一种风口产业得到了大力发展,功率定制电感在光伏逆变器中有大量应用。

       由于电感是逆变器中第二发热元器件,电感和PCBA板分开安装,热量直接向外散发,不会提升逆变器内部温度。避免逆变器其它元器件如电容,芯片,传感器温度升高而性能受到影响,降低寿命。

       我们有一家生产光伏逆变器的客户之前使用的是国外的产品,在公司战略产品转型下,寻求电感国产化,在了解客户使用环境与要求后,我们为客户匹配了几种功率定制电感。

       我们知道光伏逆变器要进行能量的转化,把太阳能转化为电能,进而为人类的生产生活服务。这就要求使用的功率电感在各个方面性能表现稳定性高,并且能满足产品所需的高功率。

       功率定制电感在进行生产时要根据客户需求电流是多少,在一定范围内电流不能大也不能小,电流大功率电感就会损坏,电流小功率电感的性能表现就会达不到要求,还要注意功率电感在产品中的作用是什么,另外功率电感的尺寸,需要几根绕线等重要因素都是需要考虑的。

       你还知道功率定制电感还使用在哪些领域吗?关于功率定制电感你还有哪些想要了解的吗?欢迎留言。

逆变器接上负载后输入电压就下降的原因?

        

       如上图所示,输入电压为4.5V,楼主需要设计一个全桥电路将DC4.5V转换为100kHz的方波,通过环形磁芯升压,在次级整流滤波再经Buck电路(LM2596-12.0V)转换为12V电压10W功率的直流电压。

       由于要求空间紧凑,采用的全桥工作频率为100kHz,先用纳米晶磁环作为变压器磁芯。利用AP法选择合适尺寸的磁芯,根据电磁感应原理计算得到初级匝数为2T,次级匝数为12T,升压比为6。

       绕后将磁环接入电路,在空载时Buck电源能稳定输出12V。但是接入51Ω电阻作为测试负载后发现输出电压仅仅1.13V。51Ω的电阻作为负载,12V电压下消耗功率远未达到设计目标10W

       现初步怀疑是设计阶段出了问题,楼主在下面贴上实测波形和详细的计算过程,希望有相关经验和知识的朋友能帮助我分析讨论。

       分别测试了空载和带负载时磁环初级和次级的波形如下:

        

       这是空载初级电压波形,脉冲平台期大约3V左右,输入电压是4.5V主要损耗应该是全桥的管压降。

        

       空载次级电压波形,经过升压后平台期约11V左右(升压比为6)。

       从空载波形上看,变压器初次级电压波形与设计目标基本一致。

        

       这是带载后的初级电压波形,平台期电压接近1V。

        

       这是带载后的次级电压波形,平台期电压5V左右,使LM2596-12无法正常工作。

       对比带载前后的变压器波形,变压器未饱和,可以看出带载后变压器的初次级电压下降严重。是由于变压器功率不够?楼主很不解。反复检查了设计和计算过程,并没有发现错误。

       下面贴上设计的计算过程:

       步骤一:确定变压器设计的电源参数

              输入电压Ui :4.5V

              变压器输出电压 :20V

              变压器工作频率fs:10kHz

              电源输出功率Pi: 10 W

              变压器工作占空比:50%

              整流二极管压降 :1V

              变压器传输功率 :80%

              开关电源功率 :80%

       步骤二:确定初次级匝数比

       步骤三:确定高频变压器磁芯材料

       选择铁基纳米晶磁环作为磁芯材料,饱和磁感应强度Bs=1.25T,顽绞力1.2A/m,初始磁导率80000,电阻率115μΩ·cm.

       步骤四:确定工作磁感应强度Bm

       确定磁感应强度B需要考虑两个问题:当输入电压达到最高时磁芯不饱和,变压器温升满足要求。通常选择Bm=(1/3~1/2)Bs=1/3*1.2T=0.4T,考虑到剩磁Br,为避免磁芯饱和,Bm取0.2T。

       步骤五:确定磁芯尺寸

       磁芯制造商在生产磁芯时会将磁芯有效截面积和窗口面积的乘积(面积积)作为工作功率大小的标识。可传递的功率和面积积存在如下关系:

             

       式中:Ae为磁芯有效截面积(cm2);Aw为磁芯窗口截面积(cm2);Pt为变压器视在功率(W);ΔB为磁通密度变化量,双极性变换器为ΔB=2Bm(T)(选择了磁芯后可以计算);f为开关工作频率(Hz);K为近似系数(正激、推挽中心抽头变压器取K=0.014;全桥、半桥变压器取K=0.017)。

       计算变压器传输效率为 ,

       将数据代入

            

       选择King magnetics公司生产的30*20*10纳米晶磁环,其有效截面积Ae=0.47 cm2,窗口面积Aw约3.14 cm2。AP=Ae×Aw=1.476 cm4,远远大于所需传输功率对应的AP值。

       步骤六:确定原边和副边的绕组匝数

       计算初级线圈匝数

       式中△B为一个周期内磁感应强度变化大小(T),△B=2Bm;Ae为磁芯有效截面积(cm2);fs为变压器工作频率(Hz)。

       代入数据,算的

       取副边匝数 为12T,   

                取原边匝数 为2T。

       步骤七:校验△B的可行性

       由于线圈匝数少,楼主在计算过程中没有考虑绕制导线的内阻,原型机只采用了普通铜导线作为绕组材料,应该不会是次级线圈内阻大致的电压跌落。如图:

        

       直观理解,接入空载和接入负载的区别在于变压器次级线圈电流从0变为一定值,次级电流产生的磁通会抵消一部分的初级线圈磁通。

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