新一代工艺MOS管在前级效率高达99%的48V5kW纯正弦波逆变器

登录 · 发表于 2016-1-18 15:25

本帖最后由 zrs 于 2016-1-18 20:36 编辑

本逆变器基本配置如下：

1.前级功率管：用的是后羿半导体150V/200V大电流系列两种工艺的MOS管对比，第一种是HY1920P,传统工艺，新鲜出炉的，还冒着烟呢。第一版试验品，电压跑高到250V了，所以内阻偏大到30mR了，下一版会调整到210-220V,内阻22-24mR，下面仅仅做测试。等调好了再送样品。第二种种是采用后羿自主研发的具有极低内阻，极快开关速度，极小QG的新一代MOS管，型号是HY065N15P,标称150V，内阻实际只有5mR。
2.前级驱动IC:SG3525+MIC4452
3.变压器：一共4个，每个设计功率1250W,磁芯为PQ50。初级28*0.2mm铜皮4T+4T,次级28*0.2mm铜皮8T，这次因为测试快速MOS管，所以设计频率为开关频率60K,因为匝数少变压器空间只用了55%，还有45%是空的，所以磁芯余量充足。
4.高压整流管：RHRG7560*4;
5.后级功率管：80N60，一共8只IGBT;
6.后级驱动的主芯片：EG8010+IR2110；
7.两种工艺MOS管大比拼。
这里说明下的是，EG8010用了非官方的接法，已经做到每路驱动都是10MS工作在50HZ方波，10MS工作在SPWM高频载波，这样的好处是可以消除过零点的振荡，还可以做到4路功率管发热和寿命均等。我这种接法的优点是已经不需要另外用4081做死区，死区时间还是由EG8010设置。
先上个板子的图片吧，以后再详细介绍：

登录 · 发表于 2016-1-18 15:29

前级先装的是16只传统工艺的HY1920P,测试效率汇总如下：

登录 · 发表于 2016-1-18 15:31

空载，波形为D极波形：

登录 · 发表于 2016-1-18 15:33

zrs 发表于 2016-1-18 15:31
空载，波形为D极波形：

带载721.8W 波形为D极波形：

登录 · 发表于 2016-1-18 15:34

带载1497W，波形为D极波形：

登录 · 发表于 2016-1-18 15:36

带载2150W

登录 · 发表于 2016-1-18 15:49

带载3092W

登录 · 发表于 2016-1-18 15:50

带载3798W

登录 · 发表于 2016-1-18 15:52

带载4573W

登录 · 发表于 2016-1-18 15:54

带载5223W

发表于 2016-1-18 16:02

登录 · 发表于 2016-1-18 16:05

现在换上了新一代工艺的150V5mR的管子，但是管子从原来的16只减少一半只装了8只，效率没有下降反而上升了0.3-0.5%，效率和波形测试如下：
测试都差不多这里只发一个最高效率和满载效率：

登录 · 发表于 2016-1-18 16:07

两种管子的效率对比数据：

发表于 2016-1-18 16:12

99% ? 天上有好多牛在飞...原来是楼主在地上吹

登录 · 发表于 2016-1-18 16:13

本逆变器自信前级变压器功率足够，但是后级用的IGBT是比较落后的工艺，担心功率余量不是很足，所以把前级装足16只新工艺的HY065N15P一直上到7000多瓦（只有这么多负载了）单独测试了下前级，效率有点不敢相信，最高达到了99%。测试效率情况如下：

登录 · 发表于 2016-1-18 16:16

本帖最后由 zrs 于 2016-1-18 16:17 编辑

发个最高效率和最大负载的测试情况：
输入输出电压采用的是2只万用表，输入电流采用的事4位半数字表头加分流器测试的，标称+—0.25%的精度。不是一般的钳形表测不准。输出电流是用一个万用表的直流20A档测试的。

登录 · 发表于 2016-1-18 16:20

我突然想，如果前级只用8只新工艺的HY065N10P能否上到7000多瓦？理论计算了下觉得完全有可能，于是又拆掉了一半管子保留8只壮着胆子测试了下，太意外了居然能长期工作而且温度也不高，测试结果如下：

发表于 2016-1-18 16:22

可以看出最高效率下降不多，最大负载下效率也只降了0.5个点，测试结果令人满意啊。:lol

发表于 2016-1-18 16:26

PowerAnts 发表于 2016-1-18 16:12
99% ? 天上有好多牛在飞...原来是楼主在地上吹

前级一级的效率，前级工作在准谐振开环状态，不是整机的效率，整机最高效率才95%。

发表于 2016-1-18 16:44

zrs 发表于 2016-1-18 16:26
前级一级的效率，前级工作在准谐振开环状态，不是整机的效率，整机最高效率才95%。 ...

PQ50, 60K, 48V 4T, 大约1550高斯, 磁损4W 磁损吃掉0.3%, 窗口用完,变压器满载效率99.5%左右. 何况你窗口只用了一半, 那就只有99.3%
通常情况下, 半载附近的效率最高, 即然是开环, 那么磁损在半载也基本不变, 变压器效率99.2%, 其它功率部份能做到0.2% ? 另外, 前级包含那些部份? 对你的指标非常感兴趣, 如果排除"测试误差"的话

[逆变器] 新一代工艺MOS管在前级效率高达99%的48V5kW纯正弦波逆变器

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