36V400Hz逆变电源

1
19 1W 电阻
各 36 高压瓷片电容
各1
820 欧姆 （R11）
1
6800PF/2KV （C14）
1K （R14）
4700PF/3KV （C15）
20 贴片电阻（1206）
共 37 贴片电容（1206）
共 22
33
20 欧姆（R15）
1
100PF（C123）
1
22 欧姆（R01、R02、R03、 10
四、磁性器件加工及说明
整个电路板上所采用的磁性器件包括三种：直流输入端的共模抑制电感、主 功率变压器、交流输出滤波电感。
1. 直流输入端的共模抑制电感，建议绕制匝数为各 9 匝，磁环采用 Ø13 毫 米铁氧体磁环（黄环），其绕制方法如下图 5 所示：
图 5 直流输入端的共模抑制电感绕制方法
2. 主功率变压器规格及说明： 主功率变压器采用 EFD25 型磁芯，变压器共有 5 个绕组，分别为：原边绕组、 辅助供电绕组、主功率输出绕组、+15V 输出绕组和+5V 输出绕组。在缠绕方式上 采用夹层绕法，具体绕制顺序为：首先将原边绕组绕一层，然后将主功率输出绕 组绕完，而后再绕原边绕组剩余的匝数，然后依次绕制+15V 输出绕组、+5V 输出 绕组、辅助供电绕组。 注意，在绕制过程中在每个原边绕组和主功率输出绕组之间应该用绝缘胶带 隔离。隔离夹层不要太厚，约两层普通黄色绝缘胶带即可。在绕制完以后，E 型
如果在调节输入电压时主功率直流输出变化较大，或者主功率直流输出出现 震荡，可适当调节 RF 的电阻值，或者考虑加入 CF。
注意：在调节 R22 时，不要过大范围的调节，这有可能使得 R22 和 R23 的串 联电阻过小而烧毁。在调节中应在事先调节好的中点基础上左右 2―3 圈为限。
-6-
5． 交流部分的调试
4 SN54HC393J （U6、U7，计 2 24 2W 电阻
数器）
820 欧姆 （R13）
1.2K （R12、RTB1）
0.15 欧姆 （Rs1）
0.33 欧姆 （Rs2）
51K （R21）
5 SN54HC273J （U5，锁存 1 25 1/2W 电阻
器）
7.5 欧姆 （R23）
6 AT28C64
注意：示波器需通过隔离变压器接交流电源。
2． 焊接电路板
拿到印制 PCB 板，首先观察电路板是否完好，再根据原理图把所有元件焊接 好。在焊接时须注意以下几个方面： 注意：1.注意电容的正负极，二极管的正负端，变压器的同名端。
2.3296 滑动变阻器 R22 在焊接前请事先调节其阻值，使其中间引脚对左 或右引脚阻值约为 10KΩ，即滑点位于中点附近。
在绕制过程中，注意主功率变压器各个绕组位置及同名端，其示意图如下所 示，图 6 为同名端安排示意图，图 7 为变压器绕制时引脚定义示意图：
输出到壳：AC1000V/1min，漏电流<10mA 输入到壳：DC1000V/1min，>200MΩ 输出到壳：DC1000V/1min，>200MΩ 9、保护功能：过流（1.5A）、输入极性、输出短路 10、温度：－55℃～＋60℃ 11、外形尺寸：不大于 120×100×20（mm） 12、电源品质：满足 GJB150
接入 IR2103S 和三相及单相负载，启动直流输入电源，用示波器观察输出波 形是否为频率，相位和幅值稳定的三相正弦波。具体波形如下图 4 所示。
图 4 交流输出波形
-7-
适当调节 R22 滑动变阻器，可以观察输出交流电压值有所变化，调节其在带 额定载荷，即输出 40W 时交流电压有效值为 36V 左右。此时用示波器可以测得空 载下输出电压约为 37.0V 左右。至此交流部分调节完毕。
图 1 负载功率较小时功率开关管触发脉冲波形
图 2 负载功率较大时功率开关管触发脉冲波形
适当调节 R22 滑动变阻器，可以观察主功率输出电压值有所变化，调节 R22 使主功率输出直流电压约为 69V 左右，此时可测得 15V 绕组直流输出约为 17V 左右，5V 绕组直流输出约为 7V 左右，UC1842 供电绕组直流输出约为 16V 左右。 若各绕组输出数值约为上述数值则直流部分正常，具体数值可有少许差别。若出 现电流过大的情况，有可能是脉冲变压器的同名端绕错了。
-4-
三、调试基本步骤
对该 36V/400Hz 电源的调试根据以下基本步骤完成：
1． 调试前的准备
在调试之前，请事先准备如第二部分（电源元器件清单）所示的器件，在选 购器件时请注意其封装类型。并准备如下的调试设备：
示波器、万用表、直流电源（能够满足 27±3V，3A 输出要求）、三相对称负 载、单相负载、电烙铁、隔离变压器
1 26 贴片电阻（0805）
（U8，电可擦除存储器）
510 欧姆（R70、R71）
数量
1
各1
2 共6 1 2 1 1 1 1
共7 2
1K （R72、R76、R77、R78） 4
2.7K （R74）
1
7 CD54HCT04 （U9， 反相 1 27 贴片电容（0805）
共6
器）
30pF（C75）
1
0.1uF（C70、C72、C74、C76、 5
在进行交流部分调试之前，首先需要将附送的数据（文件名为： PWMDate.hex），使用通用的程序烧写器写入 AT28C64 中。
在主功率直流输出正常后，先用示波器观测其它绕组的输出是否正常，78M05 的输出电压必须在 5V 左右，78M15 的输出必须在 15V 左右，否则不能将其它 IC 接入电路，以免烧毁。检测时主功率直流输出应一直接着 200 欧姆 25 瓦的负载。
附 1：系统总体原理图 附 2：直流主电路原理图 附 3：逆变与驱动电路原理图 附 4：逆变控制电路与保护原理图
一、36V/400Hz 电源技术指标和参数
1、输入电压：DC27±3V 2、输出电压：3 相，400Hz 正弦波,线－线电压 36V（有效值） 3、输出功率：额定值 40VA,最大值 75VA（1 分钟） 4、电压精度：±5％ 5、频率精度：±1％ 6、失真度：≤3％ 7、相－相间角度：120°±1° 8、绝缘耐压：输入到壳：AC1000V/1min，漏电流<10mA
R088、R099、R0101、R16）
3.3K（R43、R44）
2
0.01uF（C17、CG2）
2
10K（R18、Rt）
2
0.047uF（CTB5）
1
430K（RF）
1
0.1uF（C1、C2、C3、C4、 14
C5、C19、C120、C121、C122、
C125、C210、C212、C42、C43）
C78）
8 IRF540N （ MOSFET ） 10 28 CBB 电容
共 16
（Q01～Q10）
9 IRF1310N （MOSFET）（Q1） 1
0.1 uF／100V（CG1、C121、 6
C28、C26、C23、CTB3）
10 78 M 05 （U3，三端稳压器） 1
1.0 uF／100V（C13、CTB1） 2
目录
一、36V/400Hz 电源技术指标和参数 ………………………………………………2 二、元器件清单 ………………………………………………………………………3 三、调试基本步骤 ……………………………………………………………………5 四、磁性器件加工及说明…………………………………………………………… 8 五、接线说明与图示 ……………………………………………………………… 10 六、附录………………………………………………………………………………11
1
恢复二极管）
（47 uF／50V）（红宝石系列）
（C12）
14 FR107 （D12、D13、D15、 4 31 主功率变压器 EFD25 （T1 磁芯 1
D23，快恢复二极管）
材料 PC40）
15 IN4148 （D01～D05，快恢 5 32 铁氧体磁珠（LPT）
2
复二极管）
-3-
16 IN5822 （D11, 肖特基二极 1 33 Ø13 毫米铁氧体磁环（LP）
3. 3296 滑动变阻器 R45 在焊接时同上调整，使其使其中间引脚对左或右 引脚阻值约为 5KΩ，即滑点位于中点附近。
4.Q1 和 D21 可事先不加散热片焊接，待调试完毕后再将其首先固定于散 热片上再次焊接。（散热片的加工规格将在后面说明）
5.C33 和 CF 作为预留调试用，不要焊接。
3． 通电前的检测
在所有直流输出正常后将交流部分所有器件按照电路参数全部焊接到电路 板上。用示波器表笔检测 SN54HC273J 的 2 脚、5 脚、6 脚有无输出波形，输出波 形为一系列脉宽按一定规律变化的方波，如果波形如下图 3 所示，则数字逻辑控 制部分工作基本正常。（具体数字可有少许差别）
图 3 数字电路输出 SPWM 波脉冲波形
满足gjb150元器件名称数量uc1842u1pwm控制2112m晶体振荡器y1ir2103su01u05半桥驱动器223296变阻器分立10kr45分立20kr22lm139ju4比较器23ina194ina1ina2820欧姆r1312kr12rtb1015欧姆rs1033欧姆rs2sn54hc393ju6u7计2451kr21sn54hc273ju5锁存2512w电阻75欧姆r23510欧姆r70r711kr72r76r77r78at28c64u8电可擦除存储器2627kr74cd54hct04u9反相2701ufc70c72c74c76c78q01q1010cbb电容共16irf1310nmosfetq101uf100vcg1c121c28c26c23ctb3107805u3三端稳压器10uf100vc13ctb1117815u2三端稳压器2822uf100vc11c126c41c24c01c02c03ctb12mur1560d21快恢复二29有极性胆电容ca3022uf100vc21c2213mur460d14d22快恢复二极管30高频电解电容yxf47uf50v红宝石系列c1214fr107d12d13d15d23快恢复二极管31主功率变压器efd25t115in4148d01d05快恢复二极管32铁氧体磁珠lpt16in5822d11肖特基二极3313毫米铁氧体磁环lp17in4007d16整流二极34165毫米铁镍钼磁环l1l2l3ltb47uf35vc18c2547uf25vc27c29c2111814w电阻01欧姆rp1rp2rp33510uf50vc16191w电阻820欧姆r111kr1436高压瓷片电容6800pf2kvc144700pf3kvc1533贴片电容1206共2220欧姆r1522欧姆r01r02r03r04r05r06r07r08r09r01010370pfc124200欧姆r191kr41r42r46r47r172kr011r022r033r044r055r066r077r088r099r0101r16114700pfctb220430krf3701ufc1c2c3c4c5c19c120c121c122c125c210c212c42c4314三调试基本步骤对该36v400hz电源的调试根据以下基本步骤完成
370PF（C124）
1
R04、R05、R06、R07、R08、
R09、R010）
200 欧姆（R19）
1
470PF（CTB4）
1
1K（R41、R42、R46、 5
1500PF（Ct）
1
R47、R17）
2K（R011、R022、R033、 11
4700PF（CTB2）
1
R044、R055、R066、R077、
-5-
示波器观察 UC1842 的 6 管脚的脉冲输出，检测其频率是否在 110KHz 左右，若不 是，则根据公式：f=1/( Ct(0.7Rt+1.3RD)),调节 Rt、Ct 的大小来调整输出脉冲 的频率。观察直流输出电压可达 55V～70V 之间。用示波器观测 24V 输入时， IRF1310N 的门极和源极之间的触发脉冲如下图所示，其中图 1 负载功率较小时 功率开关管触发脉冲波形，图 2 负载功率较大时功率开关管触发脉冲波形。
11 78 M 15 （U2，三端稳压器） 1
2.2 uF／100V（C11、C126、 8
C41、C24、C01、C02、C03、CTB）
12 MUR1560 （D21，快恢复二 1 29 有极性胆电容（CA30）
2
极管）
22uF/100V（C21、C22）
13 MUR460 （D14，D22，快 2 30 高频电解电容 YXF
-2-
二、电源元器件清单
序 元器件名称
数 序 元器件名称
号
量号
1 UC1842 （U1，PWM 控制 1 21 12M 晶体振荡器 （Y1）
器）
2 IR2103S （U01～U05，半 5
桥驱动器）
22 3296 变阻器 分立 10K （R45）
分立 20K （R22）
3 LM139J （U4，比较器） 1 23 INA194 （INA1、INA2）
在电路通电之前，首先要测量电路的输入阻抗，输出阻抗，以检测输入输出 是否短路。在确定电路无故障时再打开电源，首次请短暂通电以确定电路是否工 作正常。
4． 直流部分的调试
对照直流部分电路原理图将直流部分电路焊接好，在两个 22uF/100V 电容两 端接上一个 200 欧姆 25 瓦的电阻充当直流负载，在 15V 和 5V 辅助绕组直流输出 电容两端也应接入适当负载。确认接线和焊接无误之后，接通 27V 直流输入，用
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磁芯的中心柱和两个边柱中间应该加入气隙，气隙大小约为三层普通黄色绝缘胶 带纸的厚度，约为 0.16mm。
主功率变压器匝数和线经选择具体参数规格如下所示： 原边绕组：16 匝（0.29mm 的漆包线 6 股并绕）； 主功率输出绕组：52 匝（线径同上，2 股并绕）； +15V 输入绕组：12 匝（线径同上，单股绕）； +5V 输入绕组：6 匝（线径同上，单股绕）； 辅助供电绕组：12 匝（线径同上，股并绕）；
6． 保护电路的调试
调节 R45 使，LM139J 的 6 脚电压为 2.5V，设定过电流保护门限为 1.5A。在 额定 40W 负载时，C41 两端电压约为 21mV，LM139J 的 7 脚电压为 1.1V 左右，此 时，LM139J 的 1 脚电压为 0V 左右，即不出现过电流保护。
认为减小负载电阻值，使直流母线输出电流超过 1.5A，此时，交流输出被 锁定变为零，当负载恢复为额定值后，约过 2―4 秒钟，交流输出重新产生，电 路恢复正常。
1
管）
17 IN4007 （D16，整流二极 1 34 Ø16.5 毫米铁镍钼磁环（L1、L2、 4
管）
L3、LTB）
18 1/4W 电阻
3 35 贴片钽电容
共6
0.1 欧姆 （RP1、RP2、
47 uF／35V（C18、C25） 2
RP3）
47 uF／25V（C27、C29、 3
C211）
10 uF／50V（C16）