【N32电机控制大赛】精简逆变器原型设计

北方.

1、项目名称：精简逆变器原型设计


2、项目概述：
   感谢国民技术提供的样片，功能丰富，是全能的六边形战士。经过分析，觉得抄板做电机控制的不够闹腾，用来搞一个逆变器原型设计非常靠谱。

2.1 需求分析
    因为现在光伏发电什么的，都需要各种规格的逆变器。这个原型设计，就是经过分析，设计了一个元件和逻辑精简的原型，可以实现多种电路拓扑。包括，电池备用电源逆变器，UPS逆变器，光伏逆变器。这个电路经过微调，提高控制性能，甚至可以实现双向逆变器的效果。本次提交，按照备用电池逆变器的方案提交。把12V标准电压的电池，转换成单相交流，可以经过变压器环节，直接提升到标准220V交流供电。
    这个设计，充分应用的国民技术的多通道PWM，以及灵活的OMP和PGA，COMP功能，直接省掉很多其他电路里的各种放大器和滤波器。看起来，总体元件非常少。



2.2 制版和设计
   经过多种方案的必选，使用了电压源逆变器的方案，通过LC滤波回路输出交流电。这个方案中，选用120V的MOSFET，如果替换成400V-650V的MOSFET，可以直接提升电压，并联20串蓄电池，直接输出240V交流，不用变压器升压了。这个也是本方案称为原型设计的原因，参数调整后，适应性非常好。




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2023-4-13 16:16 上传

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2.3 器件采购和PCB制作
    这个设计没有把高压和低压部分区别开，因为原型设计最高电压就是12V，但是还是做了空间分隔，按照功能做了一个长长的开发板，原来长度快200mm。后来根据本项目的特征压缩了一下。


生成的PCB电路2D和3D模型如下，


3D模型如下，引出了SWD接口，可以用Jlink下载和调试


因为搞得比较大了，就超过了样版的要求，下了单，很快就审核了，应该很快就发货了。为了磨练焊接技术（省银子），就没有偷懒去同时下SMT焊接单，否则，到时候就直接可以拿到板子。


   
2.3 总体安装，焊接和硬件调试
因为自己选了功率元件，找了几家对比，结果量小，配单都不够及时，临近关门才收到物料，加紧焊接吧。



PCB早就做好了，一直没有开封，这下可以开工了。





2.4 软件模块编写，软件模块测试，
2.4.1 这个逆变器的控制逻辑可以见下图。软件编写就是按照这个逻辑一次用PWM波形开启，形成这个循环的过程，生成交流正弦波。其实，三相电机控制，也是生产处正弦波，不过是三相正弦波，对每个桥臂执行的是相同的操作，中间还少了克拉克正反向变换。

2.5 系统整体测试
（后补）



3、作品实物图
（后补）