发布时间:2025-03-13 18:30:50 人气:
轻松自制3.5KW逆变器:详解电路原理
掌握大功率逆变器的自制秘诀:3.5KW逆变器设计详解
湖南科技大学的一支团队携手共创,以1200元的成本打造了一款开源的3.5KW DC-AC逆变器,它实现了24-72V的宽输入范围,稳定输出220V AC,轻巧便携,同时拥有多重保护措施,最大功率可达3500W。这款逆变器的设计巧妙地结合了LLC+BOOST升压技术,确保在各种电压输入下都能保持高效工作。
电路核心技术揭秘
利用MATLAB的仿真工具,逆变器的电路结构精妙绝伦,包括一个340A、2KW的LLC升压变压器,以及同步BOOST升压电路,将100V的电压升至340V,由EG8010逆变方案驱动。在设计过程中,安全性和元器件耐压性是至关重要的考量因素。
为了辅助供电,系统配备了一个12V电源和快充控制器,确保稳定运行。20V电阻需严格控制在安全范围内,避免过载。而80-200V的降压模块需在第一级电路稳定后启动,推荐使用IP2726(100W),尤其在集成65W氮化镓电源时,DFN封装需谨慎焊接,防止虚焊现象。
保护设计与安装注意事项
防反接设计中,M3焊盘的负极连接NMOS,正极导通,反向则截止。EG8010逆变小板焊接在PCB上,可连接屏幕显示,双层PCB结构巧妙地隔离了高压与低压区域,为散热留出空间。安装时务必确保PCB与底壳之间有足够的间隙,以避免短路风险。
源文件链接在这里获取,金属外壳采用公模设计,确保了工业级的可靠性和一致性。
项目背后的故事是20个MOS管炸毁的教训,提醒我们务必检查虚焊和短路问题。调试时,先试第一级和第三级电路,仔细检查波形,确保每一环节都达到预期效果。
开源授权与机遇
这款原创项目遵循CC BY-SA 4.0许可,非商业使用,但请务必注明原作者。这是一个参与星火计划外包赛道的好机会,完成项目有机会获得8000元奖金,但务必通过资质审核。如果你对开源项目感兴趣,不要忘了点赞关注,未来将有更多精彩内容与你分享。
内置利维能160节磷酸铁锂电芯矩阵,安克2048Wh氮化镓户外电源拆解
户外活动的兴起,促使了户外电源市场的发展。一款名为安克767的户外电源,以其大功率和拉箱式设计,吸引了众多户外爱好者的关注。这款电源内部采用了利维能的160节磷酸铁锂电芯矩阵,不仅确保了高容量,同时也保证了安全性和稳定性。搭载的氮化镓双向逆变器技术,更是引领了行业新潮流。接下来,我们将对这款电源进行深入拆解,揭秘其内部构造和用料。
包装盒上展示了ANKER品牌、产品名称以及外观设计,强调了其GaNPrime系列产品的特性。背面则提供了产品的详细插口类型和输出功率示意图,以及充电方式和时长。包装内附有产品说明书和收纳包,以及三类充电线缆,包括太阳能充电线、AC电源线和点烟器线缆。
产品整体设计为灰色磨砂外壳,抗指纹,便于携带。顶部两端设计有提手和静音滚轮,方便在不同场景下移动。正面的照明灯可在夜间提供光源,右侧则是照明灯控制开关。下方的数显屏显示了充电剩余时间、电量、电频率和充电类型等信息。右侧有对应的开关按钮、蓝牙连接模式按钮和节能模式按钮。左下方印有GaNPrime™标志,左下方则是设备重置按钮。
接口方面,该电源配备三种类型的接口,分别位于左侧、中间和右侧。左侧为3个AC圆头插孔和AC插孔控制开关;中间为2个点烟器插口和对应的模块控制开关;右侧为2A3C接口,USB-A接口支持12W输出,USB-C接口支持100W快充。顶部一端设有拉杆,方便像行李箱一样拉运,底部的梯形脚垫增强了稳定性。
在拆解过程中,首先拆开侧面盖板,面板上包含了太阳能充电输入接口、过载保护器和交流输入插座。电池组通过硅胶线输出,压接端子通过螺丝连接到双向逆变模块。电源插座通过胶水固定,焊接PCB并粘贴麦拉片绝缘。蓝色Y电容特写,引脚套磁环以满足电磁兼容要求。小板上焊接了一颗安规X2电容,来自STE松田电子,规格为1μF。
接下来,电池组被取出,顶部有输出线端子和连接铜排和连接排线,侧面固定扩展电池连接器。电池组由惠州蓝微电子有限公司提供,为16串10并,磷酸铁锂电池,容量为40Ah,额定电压51.2V,能量为2048Wh。侧面固定散热风扇,为电池组散热。风扇来自EVERCOOL捷冷,尺寸为12020,额定电压12V,电流0.55A。顶部保护板涂胶防潮保护,侧面麦拉片下面是电池的负极镍片,通过点焊连接到电池。
电池来自EVPS利维能,型号为ITR26/70-40E,为26700尺寸,磷酸铁锂电池,标称容量4Ah,标称电压3.2V,支持1C充电和2C放电。保护板芯片涂胶绝缘保护,右侧为电池均衡电路。电池保护板的主控MCU来自GigaDevice兆易创新,型号GD32E230C8T6。电池保护芯片来自O2Micro凹凸科技,型号OZ3717。电池保护管来自华润微,型号CRSS042N10N。电池正极串联的保险丝为4颗60A贴片保险丝并联。电池负极铜箔焊接大面积铜条,8颗2512封装的2mΩ取样电阻用于检测电池组输出电流。
TVS二极管用于浪涌保护,电池组输出正负极之间反向并联的二极管用于反向连接保护。矽力杰的芯片用于通讯隔离,荣湃半导体的π122U31双向数字隔离器实现隔离通信。线绕电阻上粘贴热保护器,用于过热保护。输出面板上交流输出为单独的PCB,与直流输出面板区分开。壳体内部固定照明灯板。照明灯板焊接了45颗贴片LED。
双向逆变模块采用金属底座,麦拉片贴有导电布屏蔽。内部为双向逆变模块PCBA,固定两块散热片,侧面固定2+1个风扇组成风道用于散热。风扇来自EVERCOOL捷冷和东莞惯展电子,尺寸为8025。模块正面左下角为直流端,焊接固定电池接线柱,上方散热片固定MOS管用于直流双向逆变升压和同步整流功能。散热片左侧焊接辅助电源小板,散热片上方为开关变压器,谐振电容和顶部长条散热片固定开关管用于输出整流调制和PFC升压及开关电源功能。另一侧焊接三颗高压滤波电容和控制小板,元器件全部涂胶加固。背面焊接半桥驱动器,隔离通信芯片和电流采样芯片。电流采样芯片配合采样电阻用于输入和输出电流检测。背面焊接电池电流取样电阻,5颗1mΩ 2512封装电阻并联。输入端滤波电容和开关管散热片特写。输入端滤波电解电容来自艾华,规格为80V680μF,共计11颗并联。开关管来自华润微,型号CRST030N10N,耐压100V,导阻2.5mΩ,采用TO220封装。
升压变压器采用铜带组成低压侧线圈,高压线圈采用利兹线绕制。谐振电容采用六颗并联,规格为0.018μF 1KV。谐振电感采用PQ50磁芯。另一面散热片固定8颗开关管,左侧四颗用于输出调制,采用TO247封装,均来自英飞凌的CoolMOS CFD7系列,耐压650V,导阻70mΩ。另两颗MOS管来自华润微,型号CRJQ30N60G2F,耐压600V,导阻28mΩ,采用TO247封装。高压滤波电容来自新中元,规格为500V330μF,采用三颗并联。输出滤波电感
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