专业版

超薄逆变器Pocket mini X1.1

1.7w

105

简介：结构简单✔小体积✔无需烧写程序易复刻✔低成本✔ 输出正弦波✔ 额定功率50w Max200W 可短时间200W 体积小巧，便于携带，可以放在口袋或者背包里带出去，适用于停电应急、户外供电▲单向

星火计划2024

复刻成本：￥70

开源协议

：

CC BY-NC-ND 3.0

(未经作者授权，禁止转载)

创建时间：2024-07-16 16:33:42更新时间：2025-02-14 01:32:03

描述

声明：

本项目含较高电压,请自行评估危险指数，发生任何事故本人不负责（内含≈DC400v AC220v ）

——本项目遵循CC BY-NC-ND开源协议禁止商用，不可修改后发布，转载需署名——

复刻需要一些动手能力，谨慎复刻

描述内图片仅供参考，因为部分描述是测试前写的，所以实际电路图和描述里提到的图片的参数有少许不同

在日常生活中，我们难免会遇到停电，所以，我就做了这个小东西 ---- 逆变器MiNi੭ ˙ᗜ˙ )੭

因为市面上的小体积逆变器，要么是功率太小，要么输出不是正弦波，大多为方波，少部分输出仅为高压直流。

【图片仅供参考】这是正弦波、方波、修正波的波形图，我们可以看到，正弦波，顾名思义，电压波形成正弦函数变化，正弦波的电压变化平滑，而修正波和方波的上升下降沿却很陡。修正波其实就是在方波的基础上，把全桥的死区时间调大，以达到类似正弦波的波形，但实际用起来和方波效果是一样的

那么方波逆变器或者输出直流会有什么危害呢？一点是带感性负载噪声会非常大而且方波里的谐波会把铁芯加热，导致电机寿命大大减少【方波】，输出直流的逆变器带感性负载只能说是没有反应；其次是使用此类逆变器带充电器或者电源适配器时，容易损坏电源，功率稍较大的电源根据国家要求需要配有PFC【通常100W左右的充电器一般都配备pfc】，大部分电源的APFC在输入这种波形的电压时容易出现逻辑错误，轻则不能正常工作，重则损坏apfc。为此，我打算自己做一台符合我使用的正弦波逆变器, 即作为应急使用，无特殊情况时，也可当做车载逆变器使用，用逆变器来给手机充电最大的好处就是适配性极高，不同手机厂家都有各自的充电协议，有些能互通，但部分私有协议是不能用的，这就导致用充电宝充电容易出现协议不支持，然后就只能用普通充电；用逆变器然后用手机原装的充电器就不会出现这个问题

✔在突发停电时，我们最先应保证照明和基础通讯，那么这时的逆变器功率就不需要很大了，就按照停电最基础的需求：节能灯40W左右，那么一度电最多可以使用25h。那么在加上手机充电和风扇之类的呢，手机充电按90W来算，充20分钟，大概需要0.03度电。风扇按30W来算，也只能使用33h左右，那么这些同时需要时又能使用多久呢，大概也只能使用14h,如果是电网正常维护造成的停电，会有预计通电时间，那如果是自然灾害带来的停电呢，谁能保证14h后能通电呢。那么主要是紧急情况停电了去哪找一度电的电池呢？一般来说蓄电池比较好找，但是单块电池容量也不咋大，用不了多久。所以，我认为，应急逆变器功率无需过大。而小体积却很重要，因为在紧急情况时，应尽量减少操作难度，操作应越简单越好，且容易进行扩展。

本项目，我把功率设计在峰值200W（240-260w保护）,正常使用可以稳定工作在50W左右（70℃＜），主要发热是后级滤波电感，满载状态下温度轻松上百，但是无关紧要。体积方面，整机尺寸应是：114×50×20mm（±1%）✔

项目特点：体积小巧-功率不小-复刻简单-高颜值-成本不咋高-耐造

项目进程:

2024年7月17日，知道了嘉立创星火计划并通过申请✔

2024年8月12日，各种bug,各种不正常，丢一边不想做了✔

2024年9月5日，台风【摩羯】【17级】正好从我所在的城市经过，666，造成大面积电网瘫痪，我家停电超过14.5天。根据实际需求重新构思项目✔

2024年10月1日，项目进行大改，重新设计原理图并进行pcb设计。优化了电流路径和整体布局排版✔

2024年11月16日，感觉测试差不多，开始对开源平台的工程详情进行编辑✔

2024年11月24日，BOOM！✔

2024年11月26日，解决奇怪BUG✔

2024年12月4日，整理数据✔

2024年12月5日，解决bug✔

2024年12月7日，优化✔

2024年12月9日，优化✔

2024年12月14日，带载测试「阻、容、感、」✔

2024年12月20日，剪辑好演示视频，B站进行发布且发布开源文件✔

2024年12月21日，结项✔

2024年12月30日，从此走上人生巅峰✘

关于逆变器的部分参数：输入：方案1： DC(11-12.6V) 方案2：DC（13-14v）输出AC(220-240V) 额定功率：OUT 40-90W 峰值功率：OUT 200W 空载功耗：4-6W 满载效率：≈90% 空载温度：≈室温＋1℃ 满载温度：80℃ < 半载温度60℃ < 温度为局部最高温度，非整机温度

好的我们进入原理讲解|实物制作——教程

拓扑： 推挽准谐振+单极性调制正弦波后级 DC to AC to DC to AC

前级驱动：采用EG的eg1611 用ta最大的优点是ta集成了保护机制且稳压为PFM调制（因为是PFM稳压，所以本机器输入电压范围做不了很大，基本上12v上下一伏，因为输入电压高了他会频繁启停这会导致无法带载，具体供电方案描述在变压器的绕制），因为用的准谐振，所以不能用常规的占空比稳压，因为用占空比稳压会导致谐振回路不能正常震荡，容易造成炸管【mos】。

然后到前级功率部分，在停电时我们最容易找的的电压是12V,即电瓶。前级拓扑采用推挽，之所以用推挽是因为ta工作时一次只有一只管子导通，大大减小了导通损耗，在低压应用中有着很大的优势，且整体电路拓扑和外围更加简单。

在次级LC谐振时，前级的低压高压的电流波形都为正弦波，当电流过零时管子开通或关闭，实现零电流开关（zcs），减少损耗［图片仅供参考］

黄色的为电流波形，绿色的为Vgs

谐振条件：变压器次级漏感和C7 满足 f=1/2π√LC即可实现zcs 谐振频率和负载阻抗也有关哈，所以调谐的时候要带着载调

小功率的机器使用准谐振的收益并不大，在这里使用准谐振最大的好处是mos管输出尖峰大幅度减小，很大程度上避免了变压器输出电压虚高太多的情况

管子采用DFN5*6的管子，因为ta封装较小巧。变压器采用EQ3011,为了增加空间利用率，所以采用平板变压器，初级至少可以塞进去1.4平方，次级可以塞进去0.1平方。然后输出经过超快恢复二极管的全桥整流和电容C12 9 8的滤波（c8、9耐压要450v或以上），得到平滑高压直流。电流取样采用互感器，且从高压端进行取样，这样做的好处有很多，最明显的是大大减小了发热量和自身损耗，同时，在同体积下用互感器能通过的电流更大。

这个是电压反馈，电压经电阻分压后，送到TL431的控制引脚，当电压大于TL431的阈值电压时，TL431导通，经光耦隔离送到eg1611,进行逻辑处理

按照原理图那个参数限压大概是420v

TL431必须用德州仪器【ti】的。

然后就是正弦波调制，这里采用的驱动同样来自EG,型号为eg8010,用这个一方面是为了方便不会编程的小伙伴进行复刻，另一方面，是因为我并不会单片机需要温度保护，自行计算R1 R2

不要温度保护，R1不焊即可

后级功率部分用的四只DFN8*8的管子，采用单极性调制，减小发热和开关损耗

然后输出的SPWM经过LC波器，得到正弦波50hz 电感：3mh 电容：2.2uf

变压器制作教程变比：2—2：60

注意：供电方案：（方案1）供电11-12.6v次级绕60匝。固定用满电12.6v电池供电的建议这个。

（方案二）13v-14v 次级绕52或者55匝需要同时适配锂电池供电和车载点烟口供电的推荐这个。

先制作一个绕制用的模具，中间的管用11mm的，然后在用胶带粘几圈，把直径弄到11.5mm左右，根据实际调整。左右挡板可以用初级文件打FR-4板材的。两板间距按照图片里的，不然初级会放不下自己估算一下尺寸，eq3011内部高度为6mm，初级单片厚度约为0.2mm

然后用0.4mm的醇粘漆包线绕60匝（50匝）

然后喷点酒精然后甩甩，差不多干了就从模具里拿出来

浸漆【绝缘漆】买自干型的

建议浸两遍以上绝缘漆，即泡一遍晾干后（2小时左右）再继续浸泡，以此类推，然后完全晾干就好了。这里我泡了三次

然后用高温胶带把线圈缠一下

然后开始组装变压器

初级为两层外层1盎司的FPC

剪下来像这样放好，一张辅助，然后初级这边交叉放5*2片（共11片）

然后放上次级，合上磁芯，可以看到满满当当，没有多余空间，所以次级绕制时要注意尺寸。磁芯合不上不要用力摁，磁芯会断

然后焊上初级引脚，用金手指胶带固定磁芯，然后整体浸漆，提高耐压能力。

然后变压器就做好了，自行评估是否会发生初次级间的击穿打火，万用表测初次级电阻，一般上百MΩ这样。实测初次级耐压可打2kv以上

记得次级要缠胶带

变压器耐压问题

不加胶带，实测dc3kv1分钟没问题，相当于ac1.5kv，加上胶带的话4kv应该也是没问题的

这是加上胶带的样子↓ 次级包好胶带再考虑浸漆还是不浸，如果包了胶带，泡不泡都差不多

这个最起码能打dc4kv↓

C7采用耐压大于或等于 600v的 NPO[C0G] 电容，或者mkph/cbb也行，但是能不能塞进去我就不知道了

其他的没有什么要说的了，按照成品图片里的进行焊接，注意焊接顺序即可

一些重要的元器件，链接来自淘宝复制

互感器200：1 https://item.taobao.com/item.htm?id=623109537285

外壳 10-5-2cm 下单备注哑光银 https://item.taobao.com/item.htm?id=596749209315

高压电解电容 https://item.taobao.com/item.htm?id=720087457083

整流二极管 https://item.taobao.com/item.htm?id=611040442629

tl431 https://item.taobao.com/item.htm?id=717934097661

https://item.taobao.com/item.htm?id=599609435709

排针 https://item.taobao.com/item.htm?id=631143199851

前级滤波电容 https://item.taobao.com/item.htm?id=672937622873

风扇 2×2×1 5v

https://item.taobao.com/item.htm?id=709236620296

PCB展示［与实际pcb有偏差，仅供参考，文件里的为优化后的］

主板后级排针把不需要的针脚拔掉即可

后级驱动小板

电容立板 ↓

电容可以直接用两段铜丝引下来，不一定要用这个立板

前面板

后面板

新增猫猫版面板喵喵喵~

初级绕组 ↓ 打两层，外层一盎司，打十片，经计算，这样相对划算，大概一个绕组2.5￥

关于后级滤波电感：3mh

实测带载50w 10分钟温度58度（无任何散热）

电感链接 3mh ：https://item.taobao.com/item.htm?id=765218926060

滤波器可以自己重新设计参数，现在这个参数是空载功耗比较小

实物展示

厚度≈17（±10%）mm，加上外壳整机厚度也仅为20mm

整机/成品

AC输出转接

买一个这种插座头然后焊接一个 XT30的母头/公头

不分正负，焊上用热缩管绝缘

管子和变压器均需通过导热片与外壳接触

大概叠个四五片这些飞线你们打的板不用飞，我这个是因为是用第一版直接优化所以飞线

然后再在上面贴一层金手指胶带然后装机时先让胶带进去，这样可以保证与外壳充分接触

以下为一些驱动/输出波形图片，由于我没有台式示波器，测的波形分辨率低没啥参考意义，所以：图片来自小柒（bilibili）

忽略板子上的飞线，等效电路和文件中相同

前级波形↓

前级管子如果是用我原理图推荐那个，那么只需焊一对管即可跑200w，剩两个空着焊盘，预留，减少不必要的开关损耗

正弦波后级高频臂调制波输出↓

▲后级管子用耐压大于等于600v的mos管即可，板子设计用带开尔文s的管子，但是实际应用中和普通的可以直接替换。管子参数：耐电流十几二十安（Id持续）的就可以了，内阻最好小于0.2Ω。这里我使用的是 STL23NM60ND

滤波后波形↓ |︶|︵|︶|︵|︶|︵|

V out1-out2波形↓

低频桥臂输出波形↓

前级电流波形↓

调谐按照实际用示波器看着调，因为用的是变压器漏感来谐振，然后每个人绕的不可能一模一样，所以按照实际自己调，调节方法，变压器输出绕组一边串联5w以上1Ω电阻或者加一个互感器（互感器变比随意，一般50：1够了；互感器两端并联2w以上10Ω电阻）示波器夹互感器/串联电阻两端，或者简单点用电流探头（不过我没有）… 逆变器输出带上负载，需要多少瓦就带多少瓦，一般带160w即可，调节电位器改变前级开关频率，当在所需功率下电流波形为近似正弦波即可前级新增电位器，如果没法通过固定阻值的电阻（R59-R60）调到最佳频率，可以尝试使用电位器进行调节，能通过定值电阻调到的，这个电位器不焊即可。焊的话把引脚掰到两边直接焊接即可