12V500w车载工频逆变器制作

烙铁，mos管

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首先要准备一个变压器，我的变压器是功放里面拆出来的，双输出32V，500W，将次级拆出来

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拆除次级后用毛巾包住手（有手套的最好用手套），将铜丝稍微拟直，因为等会儿要重新制作变压器，逆变变压器的电压利用率是很低的，比如要绕12V的变压器，则只需要绕12V的一半电压，这样在满载的情况下输出才有充分的余量，

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绕好变压器后，需要用胶带缠绕一下，这里我因为没有高温胶带，则用空调铜管的缠绕带，由于我的变压器是环变，漏感是比较小的，由于是硅钢片上，到20K的载波时损耗太大，需要外加一个电感来滤掉这个高频载波，这里我用一个铁硅铝磁环，绕了8圈，注意：环变一定要加这个磁环，不然空载电流相当大，方形变压器则可以不用。

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变压器绕好后，下面就是功率主板了，刚好以前做实验的时候留了几块在身边，好多东西搬家的时候都搞丢了，由于没有TO-247的MOS管，在电子垃圾堆里翻到5个75NF75，500W满载大概50多A，75A的管子将就着用了，

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焊接了一上午，终于焊接好了

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下面就是比较关键的东西了，正弦波驱动板，这里我用的单片机产生SPWM，单片机采用比较便宜的STM8S003F，通过IR211S驱动MOS管，显示器采用74HC595扩展做的动态扫描显示，采用2个3位数码管，分别轮流显示输出电压，电流，电池电压，频率。调制方式采用双极性调制，因为单极性的输出过零点会有个毛刺，双极性的输出则很干净，空载电流也一样

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装好后的整机

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这是通电的测试，13V下空载电流0.55A，损耗还是比较大的，

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下面则是你们最关心的了--程序，我采用的IAR的编译器，下面是主函数：//采用双极性方式调制，载波20K#include 'IOSTM8S103F3.h'#include 'APP.h'/*采用2个共阴三段数码管做显示（SM320281）74hc595高位（bit7）接数码管a，最低位接小数点（spi采用高位在前，低位在后）管脚定义：Poin1：FAN+ poin20：VFBpoin2：TFB poin19：50HZ/60HZ(引脚悬空默认50HZ输出)poin3：IFB poin18：NCpoin4：RST poin17：SPI_RCKpoin5：NC poin16：SPI_DIpoin6：HZ_out poin15：SPI_SCKpoin7：GND poin14：SPWM_P poin8：VCAP poin13：SPWM_N poin9：3.3V poin12：NCpoin10：LED- poin11：SPWM_EN */#define u8 unsigned char#define u16 unsigned int#define u32 unsigned long#define LED PA_ODR_ODR3 //LED-指示输出PA3//#define HZ_out PA_ODR_ODR2 //基准方波输出#define HZ_out PD_ODR_ODR1 //基准方波输出#define SST_Tset 1#define FQ PD_IDR_IDR2 //PD2#define num50hz 416 //50hz u8 ADC_flag;u16 ADC_Value,ADC_VFB,ADC_TFB,ADC_IFB,IFB_temp;u8 sin_error;u16 cont;u8 ms_10,t,d;u8 dis[6];//第一页显示缓存u8 dis_2[6];//第二页显示缓存u16 sin_num_max; //点数最大值u8 page_cnt;int sin_b; const u8 logo_tab[14][6]={//3个点在数码管上循环0x01,0x01,0x01,0x00,0x00,0x00,//10x00,0x01,0x03,0x00,0x00,0x00,//20x00,0x00,0x07,0x00,0x00,0x00,//30x00,0x00,0x06,0x00,0x00,0x02,//40x00,0x00,0x04,0x00,0x00,0x06,//50x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x0E,//60x00,0x00,0x00,0x00,0x08,0x0C,//70x00,0x00,0x00,0x08,0x08,0x08,//80x00,0x00,0x00,0x18,0x08,0x00,//90x00,0x00,0x00,0x38,0x00,0x00,//100x10,0x00,0x00,0x30,0x00,0x00,//110x30,0x00,0x00,0x20,0x00,0x00,//120x31,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,//130x21,0x01,0x00,0x00,0x00,0x00,//14}; const u8 sin_50[416]={ //50HZ正弦表129,131,133,135,137,139,141,143,145,147,149,151,152,154,156,158,160,162,164,166,167,169,171,173,175,176,178,180,182,184,185,187,189,190,192,194,195,197,199,200,202,203,205,206,208,209,211,212,214,215,217,218,219,221,222,223,225,226,227,228,229,231,232,233,234,235,236,237,238,239,240,241,242,243,243,244,245,246,246,247,248,248,249,250,250,251,251,252,252,253,253,253,254,254,254,255,255,255,255,255,255,255,255,255,255,255,255,255,255,255,255,255,254,254,254,253,253,253,252,252,251,251,250,250,249,248,248,247,246,246,245,244,243,243,242,241,240,239,238,237,236,235,234,233,232,231,229,228,227,226,225,223,222,221,219,218,217,215,214,212,211,209,208,206,205,203,202,200,199,197,195,194,192,190,189,187,185,184,182,180,178,176,175,173,171,169,167,166,164,162,160,158,156,154,152,151,149,147,145,143,141,139,137,135,133,131,129,128,126,124,122,120,118,116,114,112,110,108,106,104,103,101,99,97,95,93,91,89,88,86,84,82,80,79,77,75,73,71,70,68,66,65,63,61,60,58,56,55,53,52,50,49,47,46,44,43,41,40,38,37,36,34,33,32,30,29,28,27,26,24,23,22,21,20,19,18,17,16,15,14,13,12,12,11,10,9,9,8,7,7,6,5,5,4,4,3,3,2,2,2,1,1,1,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,1,1,1,2,2,2,3,3,4,4,5,5,6,7,7,8,9,9,10,11,12,12,13,14,15,16,17,18,19,20,21,22,23,24,26,27,28,29,30,32,33,34,36,37,38,40,41,43,44,46,47,49,50,52,53,55,56,58,60,61,63,65,66,68,70,71,73,75,77,79,80,82,84,86,88,89,91,93,95,97,99,101,103,104,106,108,110,112,114,116,118,120,122,124,126,128,};const u8 tab_wei[6]={0xDF,0xEF,0xF7,0xFB,0xFD,0xFE};//6个位选，第一位为电压显示最高位（595—bit5）const u8 tab_num[14]={0x3f,0x06,0x5b,0x4f,0x66,0x6d,0x7d,0x07,0x7f,0x6f,0x00,0x39,0xB9,0x76};//14个数,最后一位清空不显示const u8 Error_tab[6]={0x6D,0x6D,0x78,0x79,0x70,0x70};//故障代码显示(SSt,Err)void System_Init(void){ //启用内部高速晶振且无分频16MHz CLK_ICKR|=0x01; //开启内部HSI while(!(CLK_ICKR&0x02));//HSI准备就绪 CLK_SWR=0xe1; //HSI为主时钟源 CLK_CKDIVR=0x00; //HSI不分频 //启用内部高速晶振且无分频16MHz CLK_SWCR|=0x02; //开启切换 CLK_ICKR|=0x01; //开启内部HSI while(!(CLK_ICKR&0x02));//HSI准备就绪 CLK_SWR=0xe1; //HSI为主时钟源 while((CLK_SWCR & 0x01)==0x01);//等待切换完成 CLK_CKDIVR=0x00; //HSI不分频 CLK_SWCR&=(~0x02); //关闭切换 CLK_PCKENR1|=0xA0;//开启定时器1,2外设时钟 //LED初始化 PA_DDR|= 0x0C;//PA3输出，LED-;PA2输出，HZ_out PA_CR1|= 0x0C; PA_CR2=0; //FQ频率选择 PD_DDR|= 0x02;//PD2上拉输入模式,PD1输出 PD_CR1|= 0x06; //PD_CR2=0;}extern u8 Last_temp; //保存最新的温度值int main(){ System_Init();//系统初始化，打开内部RC=16Mhz Timer1_Init();//SPWM初始化 Timer2_Init();//FAN输出初始化 ADC_Init();//ADC初始化 HC595_Dispaly_Init();//初始化SPI // IWDG_Init();//看门狗初始化 // IWDG_KR = 0xaa;//喂狗 TIM2_CCR1L = 200;//开启风扇 LED = 0;//开启灯光 asm('rim');//开中断，sim为关中断 //=====================================================软启动#if (SST_Tset>0) ms_10=0; while(1) { //IWDG_KR = 0xaa;//喂狗 HC595_Send_16bit(tab_wei[d],logo_tab[t][d]); //旋转循环显示--- if(++d>5)d=0; if(cont==104)//最大值开启采样 { ADC_VFB=ADC_Convert_8(VFB);//得到输出结果 if(ms_10>=7)//软启动延时计数器 { sin_b+=2; //增大正弦调制度 if(++t>13)t=0;//旋转计数器 ms_10=0; if(ADC_VFB>=600)//600*(3.3/1024)=1.9V,大于此值后跳出软启动 { //软启动成功 break; } else if(sin_b>=254)//软启动失败 { sin_b = 10;//减小幅度 for(;;)//死循环 { if(ADC_flag>0) { ADC_VFB=ADC_Convert_8(VFB);//得到输出结果 ADC_flag=0; } //打开模拟调节器 if(ADC_VFB>250)sin_b--;//减小幅度 else if(ADC_VFB<246)sin_b++;//增大幅度 //限制数据 if(sin_b>=254)sin_b = 254; else if(sin_b<=10)sin_b = 10; //屏幕显示故障 HC595_Send_16bit(tab_wei[d],Error_tab[d]); if(++d>5)d=0; // IWDG_KR = 0xaa;//喂狗 } } } } }#else sin_b=100;//初始化SPWM调制度#endifADC_flag=0;//清除标志ADC_Value=0;ADC_VFB=0; t=0;while(1){ //VFB稳压处理 if(ADC_flag>0)//完成采样 { ADC_Value+=ADC_Convert_8(VFB);//得到输出结果 IFB_temp+=ADC_Convert_8(IFB); if(++t>64)//正弦波45度处连续采样64次 { t=0; ADC_flag=0; ADC_VFB=ADC_Value>>6;//求平均值后得到正弦波有效值 ADC_IFB=IFB_temp>>6; //if((TIM1_SR1&0x80)>0) sin_b+= PIDCalc(ADC_VFB);//增量PID //else sin_b=100;//短路后减低幅度 if(sin_b>=253)sin_b=253;//限幅 else if(sin_b<10)sin_b=10; IFB_temp=0; ADC_Value=0; Dispaly_KEX_DEC();//采样完成后刷新缓冲区 } }//空闲处理温度 (PWM控制范围：25度-60度：543) else { //30度打开风扇（NTC=10K，5V电压，下拉电阻1.3K） ADC_TFB = ADC_Convert_8(TFB);//TFB转换8次 if((Last_temp&0x7F)>30)//25度 TIM2_CCR1L = (Last_temp&0x7F)<< 2;//控制风扇转速 *4 else TIM2_CCR1L=0;//关闭风扇 }//LED闪烁指示,查看CPU运行速度 if(ms_10>=15) { ms_10=0; if((TIM1_SR1&0x80)>0)LED=0; else LED=~LED; if(++page_cnt>=100)page_cnt=0;//轮换显示//翻页计数器 }//电压,电流,温度，频率刷屏显示处理 if(page_cnt<50) { if(d==4) HC595_Send_16bit(tab_wei[d],tab_num[dis[d]]|0x80);//数码管第5位显示小数点 else HC595_Send_16bit(tab_wei[d],tab_num[dis[d]]); } else if(page_cnt>=50) HC595_Send_16bit(tab_wei[d],tab_num[dis_2[d]]); if(++d>5)d=0; // IWDG_KR = 0xaa;//喂狗} // return 0; }//end main#pragma vector=TIM1_OVR_UIF_vector//TIM1更新中断__interrupt void TIM1_OVR_UIF(void){u8 PWM_P = 255 - sin_50[cont];TIM1_CCR4L=ALU(sin_50[cont],sin_error);TIM1_CCR3L=ALU(PWM_P,sin_error); HZ_out = (cont>=208)?1:0;//基准波输出 if(++cont>=416) { cont=0; ms_10++; sin_error=sin_b; //零点投放误差 }if(cont==62||cont==270)ADC_flag++;//开始ADC采样64个点 //IWDG_KR = 0xaa;//喂狗TIM1_SR1 = 0; // 清除更新中断 return;}这里是功能模块的初始化：#include 'APP.h'u8 Last_temp; //保存最新的温度值union change{ // 两个单字节结合一个双字节:u16 two;u8 one[2];}ss; const u8 Temp_table[110]={//NTC10K温度表（-10～99度）供电5V，上拉NTC10k，下拉1.3K9,9,10,10,11,12,12,13,13,14,15,15,16,17,18,19,20,21,21,22,24,25,26,27,28,29,31,32,33,35,36,38,39,41,42,44,46,48,50,51,53,55,57,59,62,64,66,68,71,73,76,78,81,83,86,89,91,94,97,100,103,105,108,111,114,118,121,124,127,130,133,136,140,143,146,149,153,156,159,162,166,169,172,175,179,182,185,188,191,195,198,201,204,207,210,213,216,219,222,225,228,231,233,236,239,242,244,247,250,252};//==================PID迭代================================//==================PID迭代================================signed char PIDCalc(u16 NextPoint){ int iError; static int ek1,ek_d; static int ek2,ek3; //U(k+1) = U(k) + ( KP*E(k) + KI*E(k-1) + KD*E(k-2) ) iError = SetPoint - NextPoint; //增量计算 ek1+= iError; ek_d = ek2-ek3; ek3 = ek2; ek2 = iError; return (iError>>Proportion) //E[k]项 + (ek1>>Integral) //E[k－1]项 + (ek_d>>Derivative); //E[k－2]项 }//=======================同周期乘法器========================u8 ALU(u8 multiplier, u16 multiplicand){u16 product = 0;u8 t=0; do{ if(multiplier & 1)product += multiplicand; else product +=0; multiplicand <<= 1; multiplier >>= 1; } while(++t<8);return product>>8;}/*************************************************函数名称：u8 Temp_search(u8 k)**功能：温度搜索**参数：无**输入：ADC采样值**返回值：10进制，带符号的温度值(&0x80):'1':为正温度（含0）“0”为负温度**调用：***********************************************/u8 Temp_search(u8 t_new)//搜索{u8 i; if(t_new>=Temp_table[Last_temp]) { while(1) { if(t_new>=Temp_table[Temp_max])//判断数据是否超出范围，超出后显示100度 { i= 99;//返回最大温度值 break; } else { for(;t_new>=Temp_table[Last_temp];Last_temp++);//t_new大于数组表则退出循环 i= Last_temp; break; } } } else //小于最低温度后 { while(1) { if(t_new=Temp_min){i=i-Temp_min; return (i|0x80);}//大于Temp_min则对应的温度为正温度数,最高位为1则为正,包含特殊0else {i=Temp_min-i;return i;}//显示负温度 }void ADC_Init(void){ ADC_CSR=VFB; //选择通道 AIN3/PD2,VFB ADC_CR1=0;//Fadc=Fmast/2 // ADC_CR1=0x10;// /3 //ADC_CR1=0x20;// /4 //ADC_CR1=0x30;// /6 //ADC_CR1=0x40;// /8 //ADC_CR1=0x50;// /10 //ADC_CR1=0x60;// /12 //ADC_CR1=0x70;// /18 ADC_CR2=0x38; // 数据排列,右对齐 ADC_TDRL=0x01;//禁止施密特出发}u16 ADC_Convert_8(u8 k)//连续转换8次{u8 i;u16 result=0; ADC_CSR=k;//获取通道 ADC_CR1|=0x01;//低功耗唤醒ADC for(i=0;i<8;i++) { ADC_CR1|=0x01;//开启转换 while(!(ADC_CSR & 0x80)); // 等待转换结束 ADC_CSR&=0xef;//清除标志 s1=ADC_DRL;//防止数据错乱，先读低位在读高位 s0=ADC_DRH; result+=s2;//累计 }return result>>3; }void Timer2_Init(void)//PWM控制风扇转速{ PD_DDR|= 0x10;//PD4输出模式,FAN PD_CR1|= 0x10;//推挽输出 PD_CR2=0; TIM2_IER = 0x00; //禁止中断 TIM2_IER=0x00;//不使用中断 // TIM2_EGR =0x01; //允许产生更新标志 TIM2_CCMR1 = 0x68;//模式1，启用影子寄存器 TIM2_CCER1 = 0x01;//信号输出到对应的引脚 TIM2_CNTRH = 0; TIM2_CNTRL=199;//计数器值 TIM2_ARRH = 0x00; TIM2_ARRL=0xFF;//自动重装的值（16bit寄存器） TIM2_PSCR=3;//分频值2^3, Fs = 16Mhz/(255+1)/(2^3)=7.8Khz TIM2_CCR1H = 0;// TIM2_CCR1L = 0;//(0-255) TIM2_CR1=0x01;//使能计数器}void Timer1_Init(void)//PWM输出配置{ PC_DDR|= 0x18;//Pc3,7为输出模式 PC_CR1|= 0x18;//推挽输出 PC_CR2 = 0; //TIM1_CH3,TIM1_CH4输出SPWM TIM1_PSCRH=0;//预分频 TIM1_PSCRL=2;//Fs = 16Mhz/(2+1)=5.3Mhz TIM1_ARRH=0;//设定重装载值 TIM1_ARRL=0xFF;//最大PWM分辨率为8bit，载波 = 5.3Mhz/255 = 20.9Khz#if (Unipolar_Choice>0) TIM1_CR1|=0xA0;//使能影子寄存器,选择中心对齐模式 #else TIM1_CR1|=0x80;//使能影子寄存器,选择边沿对齐模式#endif TIM1_EGR|=0x01;//产生一个更新事件，使预分频设置有效 TIM1_CCR3H=0;//占空比 TIM1_CCR4H=0;//占空比 TIM1_CCR3L=0;//关闭输出 TIM1_CCR4L=0; TIM1_CCMR3=0x68;//PWM模式1 TIM1_CCMR4=0x68;//PWM模式1 // TIM1_CCER1=0x10;// TIM1_CCER2=0x11;//TIM1_CH3独立输出,TIM1_CH4独立输出(无死区) // TIM1_DTR = 0x25;//死区控制 TIM1_IER = 0x01;//允许TIM1更新中断 TIM1_BKR|=0xF1;//开启输出，开启刹车使能，1级锁定 TIM1_CR1|=0x01;//向上计数，缓存，使能}void HC595_Dispaly_Init(void)//595显示初始化（发送时钟：16Mhz/2=8Mhz）{ PC_DDR|= 0xe0;//Pc5,6,7为输出模式 PC_CR1|= 0xe0;//推挽输出 PC_CR2 = 0; SPI_CR2|=0xC0;//只发送模式 SPI_CR1=0x04;// /2 //SPI_CR1=0x0C;// /4 //SPI_CR1=0x14;// /8 //SPI_CR1=0x1C;// /16 //SPI_CR1=0x24;// /32 //SPI_CR1=0x2C;///64 //SPI_CR1=0x34;//128 //SPI_CR1=0x3C;//256 SPI_DR=0;//发送空 SPI_CR1|=0x40;//开启SPI SPI_RCK=0;}void HC595_Send_16bit(u8 duan,u8 data_i)//发送16bit数据（高位在前，低位在后）{ SPI_RCK=0; //======================== num while(!(SPI_SR&0x02));//等待发送完成 SPI_DR=duan;//发送数据 //======================== duan while(!(SPI_SR&0x02));//等待发送完成 SPI_DR=data_i;//发送数据 while(SPI_SR&0x80);//查看是否忙 //=================================end while(!(SPI_SR&0x02));//等待发送完成 while(SPI_SR&0x80);//查看是否忙 SPI_RCK=1;//595输出使能开,输出数据 return;}extern u8 dis[6];//第一页显示缓存extern u8 dis_2[6];//第二页显示缓存extern u16 ADC_VFB,ADC_TFB,ADC_IFB;//extern u8 sin_error;//extern u8 HZ_50_60;void Dispaly_KEX_DEC(void)//16进制转换到10进制{u16 temp;temp=ADC_VFB;//输出电压计算temp+=ADC_VFB<<2;//*320temp>>=4;//temp/1024dis[0]=temp/100;temp = temp-(dis[0]*100);dis[1] = temp/10;dis[2] = temp%10;if(dis[0]==0)dis[0]=10;//不显示//=====================================================temp= ADC_IFB*55;//输出电流转换，外部采样电阻0.03/2 = 0.015R//temp+= ADC_IFB<<2;//*220->temp>>=4;//temp/1024dis[3]=temp/100;temp = temp-(dis[3]*100);dis[4] = temp/10;dis[5] = temp%10;if(dis[3]==0)dis[3]=10;//不显示//======================================================dis_2[1]= Temp_search(ADC_TFB>>2);//温度转换if(dis_2[1]&0x80)//正温度 dis_2[2] = 11;//显示Celse//负温度 dis_2[2] = 12;//显示C.dis_2[1]&=0x7F;//出去温度符号位dis_2[0] = dis_2[1]/10;//得到温度高位dis_2[1] = dis_2[1]%10;//得到温度低位if(dis_2[0]==0)dis_2[0]=10;//不显示//======================================================//频率显示//if(HZ_50_60>0)//60hz //dis_2[3]=6;//显示6//else dis_2[3]=5; dis_2[4]=0; dis_2[5]=13;//显示H return;}void IWDG_Init(void) //配置并启动看门狗{ IWDG_KR = 0xcc;//启动独立看门狗 IWDG_KR = 0x55;//写入解锁 IWDG_PR = 0x06;//256分频 IWDG_RLR = 0xff;//设置重载寄存器 IWDG_KR = 0xaa;//锁定并刷新}

欧尼酱

12V500w车载工频逆变器制作