48V5KW 单相光伏并网逆变器的硬件原理图设计以及 PCB 的 layout

只看该作者 · 2017-8-13 18:47

本帖最后由清风慕竹21 于 2017-8-13 18:49 编辑

48V5KW 单相光伏并网逆变器的硬件设计，主要介绍原理图以及 PCB 的 layout，欢迎大家批评指正！用来和大家分享一下，里面有很多有价值的电路，也有很多我没有明白的地方，欢迎大家来积极讨论！

首先上总的原理图框架：从整个逆变器的原理框图来看，分为一下八个模块：

1.CPU模块，CPU里面除了dsPIC30F3011最下系统外，还包括风扇控制，继电器控制，还有485通讯部分；

2.功率mosfet模块，像驱动电路以及PWM故障检测都放在了功率mosfet里面；

3.电流采样及过流保护模块；

4.直流与输出电压采样模块；

5.电网电压及锁相模块；

6.备用AD模块；

7.驱动电源模块；

8.系统整体的辅助电源模块！

Layout好的PCB图：

Top Layer

Bottom Layer

Layout注意爬电距离和电流密度即可，前者相应的增加各布线间的线间距离，如果遇见器件之间距离无法扩大，可在机械层开槽，嘉立创要求至少0.8mm；后者相应增加各走线的铜箔宽度。

Bottom Solder

由于48V5kW计算出的电流约是104A，整机输出功率最大时有104A的电流，3路mosfet并联，没路分得的电流34.6A，留点裕量，要过40A电流，所以要在底层阻焊层开窗。

开窗：有助于增加铜皮的散热能力，能提高载流能力。

当然这个PCB也有很多的不足的地方，一位前辈的评价：

1.板子不建议做双层板，成本节省不了多少；

2.Mosfet驱动电路离得太远，并且信号回路很差；

3.接地孔周围有走线，器件，不符合安规，过不了耐压测试，接earth网络的螺丝孔，其余所有信号及器件应避让6mm以上。

只看该作者 · 2017-8-13 18:59

本帖最后由清风慕竹21 于 2017-8-13 19:00 编辑

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只看该作者 · 2017-8-13 19:03

本帖最后由清风慕竹21 于 2017-8-13 19:15 编辑

清风慕竹21 发表于 2017-8-13 18:59
电力电子技术：PSCAD/MATLABsimulink/Saber/PSPICE/PSIM软件仿真+硬件实物DSP+（TI）TMS320F2812 ...

我了解的光伏并网逆变器大概有这个几种结构：
根据有无隔离变压器，分为隔离型和非隔离型，隔离型中根据变压器的频率又可以分为高频拓扑和低频拓扑，如下图所示：图（a）推挽+不控整流+全桥逆变；图（b）全桥逆变+工频升压变压器；图（c）BOOST+全桥逆变，还有在此基础上的，两路BOOST进行MPPT控制+H5/H6桥。哈哈纯属个人理解，如有不对，请指正!
下图摘自——太阳能光伏并网发电及其逆变控制_张兴