12V500w车载工频逆变器制作-趣百科

12V500w车载工频逆变器制作

在现代工业的迅速发展下，电子元件越来越便宜，DIY也越来越简单，下面我将分享我给朋友做的车载逆变器制作过程，希望对逆变器发烧友们的有用

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

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，

将铜丝拟直后，下面就要开始绕变压器了，根据输入电流计算，这里我将之前的铜丝对折为4根，12V变压器要根据实际情况来绕，绕好后通电大约5.8V左右就行

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。

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，

焊接了一上午，终于焊接好了

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

装好后的整机

这是通电的测试，13V下空载电流0.55A，损耗还是比较大的，

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：VFB

poin2：TFB poin19：50HZ/60HZ(引脚悬空默认50HZ输出)

poin3：IFB poin18：NC

poin4：RST poin17：SPI_RCK

poin5：NC poin16：SPI_DI

poin6：HZ_out poin15：SPI_SCK

poin7：GND poin14：SPWM_P

poin8：VCAP poin13：SPWM_N

poin9：3.3V poin12：NC

poin10：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;//第一页显示缓存

u8 dis_2;//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={//3个点在数码管上循环

0x01,0x01,0x01,0x00,0x00,0x00,//1

0x00,0x01,0x03,0x00,0x00,0x00,//2

0x00,0x00,0x07,0x00,0x00,0x00,//3

0x00,0x00,0x06,0x00,0x00,0x02,//4

0x00,0x00,0x04,0x00,0x00,0x06,//5

0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x0E,//6

0x00,0x00,0x00,0x00,0x08,0x0C,//7

0x00,0x00,0x00,0x08,0x08,0x08,//8

0x00,0x00,0x00,0x18,0x08,0x00,//9

0x00,0x00,0x00,0x38,0x00,0x00,//10

0x10,0x00,0x00,0x30,0x00,0x00,//11

0x30,0x00,0x00,0x20,0x00,0x00,//12

0x31,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,//13

0x21,0x01,0x00,0x00,0x00,0x00,//14

};

const u8 sin_50={ //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={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={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={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

#endif

ADC_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;}ss;

const u8 Temp_table={//NTC10K温度表（-10～99度）供电5V，上拉NTC10k，下拉1.3K

9,9,10,10,11,12,12,13,13,14,15,15,16,17,18,19,20,21,21,22,24,25,26,

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================================

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

{

i=0;

break;

}

else

{

for(;t_new

i= Last_temp;

break;

}

if(i>=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0

else {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;//第一页显示缓存

extern u8 dis_2;//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;//*320

temp>>=4;//temp/1024

dis=temp/100;

temp = temp-(dis*100);

dis = temp/10;

dis = temp%10;

if(dis==0)dis=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/1024

dis=temp/100;

temp = temp-(dis*100);

dis = temp/10;

dis = temp%10;

if(dis==0)dis=10;//不显示

//======================================================

dis_2= Temp_search(ADC_TFB>>2);//温度转换

if(dis_2&0x80)//正温度

dis_2 = 11;//显示C

else//负温度

dis_2 = 12;//显示C.

dis_2&=0x7F;//出去温度符号位

dis_2 = dis_2/10;//得到温度高位

dis_2 = dis_2%10;//得到温度低位

if(dis_2==0)dis_2=10;//不显示

//======================================================

//频率显示

//if(HZ_50_60>0)//60hz

//dis_2=6;//显示6

//else

dis_2=5;

dis_2=0;

dis_2=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

}

12V500w车载工频逆变器制作

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