TDS2285芯片的正弦波1200W逆变器开发
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以TDS2285芯片为核心,打造一款正弦波1200W逆变机器,使大家对TDS2285芯片有更深入的了解。
我们知道在许多逆变的场合中,都是低压DC直流电源要变成高压AC电源,所以中间是需要升压才能完成这一变化,我们此次讨论的依然是采用高频的方式来做逆变,采用高频的方式相对于工频方式来做有许多优点:高转换效率,极低的空载电流,重量轻,体积小等。也许有人会说工频的皮实,耐冲击,对于这一点我也非常认同,不过需要指出的是,高频的做的好,一点也不会输于工频的,这一点,已经通过我们公司的产品和TDS2285的出货情况得到了肯定。所以, 以下就让大家看看TDS2285芯片在该系统中表现吧!
DC-DC升压部分:
此次设计是采用DC24V输入,为了要保证输出AC220,在此环节中,DC-DC升压部分至少需要将DC24V升压到220VAC*1.414=DC311V,这样在311V 的基础上才能有稳定的AC220V出来,为了能达到这一目地,我们采用非常熟悉的推挽电路TOP来做该DC-DC变换,电路图如下:
该电路图中,GR,GL是两路推挽PWM信号,分别驱动由2个RU190N08并联的大电流MOSFET。变压器采用EE55,二极管为RHRP1520,实际可以用RHRP860就可以了,我是正好没有860了,所以才用15120。设置输出的空载高压为380V,这样,变压器就可以用3+3:49T这样来绕制了,具体绕法请搜索论坛里的老帖,有很多都非常详细。
到此,有了DC380V了,还怕不能出来AC220吗?呵呵
下面开始讲DC-AC部分,在这部分,电路也是非常简单,请看下面的电路:
从上图可以看出,DC-AC部分由H桥电路构成,通过L1,L2和C22滤波后得到纯正的正弦波,输出波形见下图:
LS2构成输出过流检测电路,由R22构成H桥短路保护电路,至此功率部分的电路(包括DC-DC,DC-AC)全部给出,大家看看,是不是非常简单啊,下面就看看控制这些功率元件正常运作的小信号电路吧,
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最后,我将怎么样调试TDS2285,以及其中遇到的一些小问题,做一些分析!
很多人拿到芯片之后就迫不及待的用万用板做一个基本的电路,事实证明这样是可行的,但是也能碰到各种各样的问题。如下:
1. 芯片通电后,第5脚上的LED闪烁,芯片6、8脚上无输出。这个问题是最容易出现,此时LED闪烁代表着芯片进入保护状态了,也就是故障报警模式,第9脚上接的蜂鸣器和该状态是同步的 ,LED的指示状态代表着不同的故障或者保护模式。根据规格书里面的描叙如下:
LED:
指示逆变器工作状态,当一直输出为5V时,LED常亮,逆变工作正常;当蓄电池
电压输入出现过压或低压状态时,该指示灯每隔1秒闪动一次或者每隔1S闪烁3次。当输出交流过流或者短路时,指示灯每隔0.5秒闪动一次。过压保护出现时,LED每隔1S闪烁3次。欠压保护出现时,LED每隔1S闪烁1次。
由于LED脚和BEL(蜂鸣器)脚的报警状是同步的,所以规格书有下列描述:
BEL:
故障告警,该引脚上驱动一蜂鸣器,配合LED引脚上的状态,当蓄电池电压输入出
现过压或低压状态时,该蜂鸣器随LED指示灯每隔1秒报警一次或者每隔1S报警3次。当输出交流过流或者短路时,该蜂鸣器随LED指示灯每隔0.5秒报警一次。过压保护出现时,蜂鸣器每隔1S报警3次。欠压保护出现时,蜂鸣器每隔1S报警1次。
对于这个问题,只要保持好第13引脚(VBAT)上的电压在0.9V-1.3V范围内,就可以保证低压和过压保护不起作用,芯片就不会进入过、欠压保护状态内。
对于12V电池输入只要分压电阻上100K,下10K,过欠压范围就是10.5-14.5V,对于24V系统,只要分压电阻上100K,下4.7K,过欠压范围就是22.5-29.5V,非常满足设计需要。
2.如果按照以上解决的办法,LED还是闪烁,那么可能是进入了短路保护状态,比如0.5S闪烁一次,请详细检查第11脚(SD)上的电压,如果电压低于2.5V,就会进入该保护状态,
在调试的情况下,可以断开外部电路,将该脚通过2.4K电阻直接接入5V上,需要注意的是:一旦TDS2285芯片运作过程中发生该保护,只有在给芯片断电后重新上电,芯片才能有输出SPWM,因为该保护是锁定的,不会自动重启!!!
3.电路完成后,空载运行一切正常,能输出220V正弦波,但是一带负载就发生保护,LED 0.5S闪烁一次。
发生该问题是由于短路保护设计的太灵敏,H桥上的MOSFET一般要留出4倍以上的电流容量,这样可以将短路保护的电流检测值放大一些,在此时需要仔细设置和多次调整,确保在大负载的冲击下,整机能可靠运行,并且不至于发生烧毁MOSFET等功率器件的情况。
4.调试TDS2285的时候,H桥上先不要通380V的高压,先用低压电源通电,比如通12V, 检查静态电流,如果超过1MA,那么就是有电路问题,需要详细检查的地方就是光耦驱动电路,和MOSFET是否有坏掉的,如果只要坏掉一个零件,那么需要将光耦,MOSFET,以及MOSFET的G极电阻,不管好坏都要换掉,调试起来就不至于走弯路,因为很多情况下,你换掉了坏的零件,一通高压,另外的又莫名其妙的坏掉。