400W纯正弦波逆变器

该开源项目为主板项目，前级驱动小板见另一个项目

这个项目已经筹划准备了好久，现在终于制作完成，经过一段时间测试没有任何问题，经过一番深思熟虑，决定将全部资料免费开源分享给大家，当然这个资料网上是没有免费的，不是资料不全就是付费。所以本期帖子就把我制作全过程分享给大家。

 

• 项目制作背景

由于学校寝室晚上限电，白天课程又太多，所以没有时间去设计电路，于是便把之前制作的1000W修正波逆变器带来使用，发现除了逆变器发热，其他都正常。

下面是我以前制作的修正波逆变器的外观

整机前级采用SG3525+LM339方案，带过欠压及过温保护，修正波后级采用TL494驱动方案，由于第一次制作所以技术不是很成熟，大部分小板和后级辅电都是外挂的，而且效率也不是很高。于是便设计了第二块修正波逆变器电路板，同时经常人工来回接线不仅繁琐，一旦接错线就会导致设备损坏。所以便产生了制作自动控制系统的想法，简称UPS。

 

• 下面是正式制作全过程记录

其实一开始我制作的是修正波逆变器，一个是因为电路简单，另一个是我已经有了较为成熟的H桥驱动方案，于是第一代逆变器就这样诞生了。

下面是我第一代UPS系统外观和内部结构

第一代设备内部忘了拍照了，其实第一代和第二代 UPS外观是一样的，就是逆变部分不一样。

第一代UPS内部用的逆变器外观展示

这个是测试时候拍的

这个是未组装前拍的

这是测试时候拍的，此时一切正常。

说一下方案：

前级采用SG3525+LM324方案，后级采用LM393+SG3525方案。

设计功率：400Wmax。

前级开关管采用IRF3205，后级管子采用9N90.（前级两颗管子后级四颗管子）

具有防反接功能。（采用两颗3205管子）

说一下匝数比：前级3+3T，后级120T，辅电6T+6T，这个匝数比是我试验好久才找到的最佳匝数比，变压器好像是EC40（反正是拆一个5V40A电源制作的）

转换效率：没有具体测试，应该能达到80%-90%之间。

PCB尺寸：10*10CM双层板。

 

然后组装好了就开始带学校使用，就是在这时候发现问题的，而且问题很严重。

刚开始用时很正常，带台灯，带可调电源，带T12烙铁都能正常工作，就当我插上笔记本电脑时 结果悲剧了。。。。。。我的逆变器居然炸了！！！好在我用的是T12，可以连到电瓶上面使用，当天晚上把炸掉的管子全部换掉后成功修复，但是修正波后级高压管子手里缺件所以一直用的直流电，就是母线310V高压直流。

后来周末带回家进行检测发现之所以会炸机是由于修正波逆变器本身结构限制的，我是这么发现的：首先测试空载波形，波形非常完美，带275W浴霸灯泡测试波形也非常完美，于是找了个开关电源接上去，结果发现波形出现严重畸形，如果当时波形变形再严重一点就上下管直通，这时会必炸的。于是便停止了测试。但是经过一番查阅资料和参考逆变器维修视频，发现修正波逆变器普遍爱坏，纯正弦波的倒是没见几个坏的，包括我也在闲鱼上面查了，想淘一块坏纯正弦波逆变器板子用来研究，结果只看到成品好板子，价格贵得离谱。于是便翻出之前破烂市场捡漏的纯正弦波逆变器。

由于我这个纯正弦波逆变器是24V的，学校弄两块电瓶不好放，手里这个逆变器体积太大放不下，而且担心两块电瓶串联时间长了会有隐患，其次就是不好实现自动化控制，于是我决定自主设计一个12V的纯正弦波逆变器主板。又过了近一个月（上一代修正波逆变器就制作近一个月），终于调试完成，现在大家看到的这个帖子就是我用自制纯正弦波逆变器带电脑编辑的，此时寝室已经断电了。

下面是纯正弦波逆变器外观展示和调试过程

 

说一下纯正弦波逆变器制作方案：

前级采用自己设计的驱动板，驱动板采用SG3525+LM339方案，具有过欠压检测，过温保护功能。

变压器用的还是上一代修正波逆变器的变压器，匝比一样的，就是辅电绕组需要拆掉2匝。

（别问我为啥不重新制作，因为懒得绕了）

这次PCB尺寸还是10*10CM，因为再大一点我的UPS装不下，不过这次采用四层板制作的，功率电路在表面，信号电路在内层（虽然这种设计不是很规范，但是空间有限只能这样。不是尺寸太大不能打样，是空间有限）

滤波电容是450V68UF，二极管也换成更大功率的，以减小发热，提高效率。

后级驱动采用EG8010方案，同样这里我买的成品驱动板，才10多元一块，建议大家多备几块，以免调试时驱动板质量不行或者开关管质量不行炸掉。如果手里有成品纯正弦波逆变器可以采用替换法制作（驱动板除外，因为你换了也用不了，都是带前后级通信的，就算没有通信也有可能因此搞坏原装驱动板）

 

※下面是重点，大家在复刻时必须按照下面标准制作，不然还会炸机的！！！

进行这一步时一定要将前级母线高压调整到380-420V之间（高几伏或者低几伏都行）且辅电电压高于12V（我的大概是16V）这个很关键，如果辅电电压低了小板会保护，会影响后面调试。

 

至于电路设计直接抄手册就行，注意电路不要出现错误。注意下面的最最关键：

电容我用的CBB电容，2.5UF的，比手册参数少了1UF，至于电磁炉电容能不能用这个我不太清楚，没有进行试验。我那个电容也是从开关电源上面拆的。

下面就是电感制作，也是整个纯正弦波逆变器的核心部件。首先电感量要达到3.5mH，其次就是磁环选择。注意必须用铁硅铝磁环，其他别的磁环都不行，就算电感量够也用不了。尤其铁氧体磁环和硅钢片磁环，千万不要用这两个磁环，会波形畸形，甚至直接炸管！！！我就是这样搞废一个小板的。下面是电感制作过程

可以看到为此我甚至将手里那块正常的逆变器拆开来获取原件参数，因为网上找不到成品电感，也没有视频教程。

 

我用的是开关电源里面拆的铁硅铝磁环，尺寸刚刚好，我用的是5V40A的电源后级电感磁环其中一个，尺寸应该是4*3mm的，记不清了。线径0.51单股绕的，匝数好像是180T左右（反正电感量必须不小于3.5mH），可以略微大一点，我那个好像是3.7mH实测上机可以正常工作。电感制作好后一定要测试电感量，以免造成不必要的麻烦。还有线径不要太细（我的都有点细，工作时电感会发热）。

 

H桥开关管还是9N90,因为手里就有这种管子。实际管子耐压550V就够用。

 

下面调试好了就可以上机了，结果又出故障了，原因是母线高压升不起来导致小板工作电压不够直接保护，经过一番查找最终怀疑下面这颗电阻漏电导致的

更换这颗电阻后装机测试，一切正常。而且运行比之前更稳定了。

 

下面是最终成品UPS内部结构

装机测试一切正常

连续带电脑运行也不怎么发热。

这些是坏的驱动板和购买的配件准备维修一下，结果失败

不知道是芯片原因还是不通用的原因，之前修好能正常工作一段时间，后来彻底没反应了，换了另一个单片机也一样。

 

• 说一下我这个UPS的工作原理：

白天来电时220V给交流接触器通电，交流接触器吸合，此时UPS输出为正常的220V市电，220输入通过空气开关（这个空气开关就是一个普通开关）后先经过保险管，然后经过安规电容和压敏电阻后一路给交流接触器线圈供电，另一路给辅电工频变压器供电，前面的安规电容就是起到补偿作用，不然如果旁边正在使用音响会对音响造成干扰。然后大功率过欠压过流和充放电一体保护板得电，保护板上面继电器吸合，给外置电瓶充电器供电，等电瓶充满电后保护板自动切断给充电器供电，以达到保护电瓶的作用。同时在来电时保护板供电由辅电供电，这样可以减轻电瓶负担。

停电时保护板供电来自电瓶，同时保护板上面继电器吸合给逆变器供电，逆变器输出的电通过交流接触器常闭触点后输出，这部分电路很简单，我句不画了，稍微有点基础的都可以制作出来。

 

帖子写到这里了逆变器依然很稳定，几乎不怎么发热，大家如果感兴趣可以复刻一整套玩玩。都看到这里了大家应该也发现了我制作的是有缝UPS电源，其实我这个电源是可以改成无缝的，只需要去掉交流接触器，然后准备一个400W开关电源接逆变器输入即可，这样无论白天还是晚上寝室断电都可以实现无缝切换。不过一个是如果再加一个电源空间有限放不下，另一个是对于我来说有缝UPS已经完全可以满足我了，最后就是担心如果逆变器长时间工作担心使用寿命会下降。

突然感觉写这篇帖子有一种写论文的感觉哈哈！后面我会将前级驱动板优化一下然后重新上传，喜欢就支持一下吧！！！帖子下面有高清原理图和全部PCB文件哦！！！

 

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