逆變器-單相-并網(wǎng)正弦波控制板制作

    大家好！上一篇發(fā)帖了PIC16F716的離網(wǎng)正弦波控制板，http://www.laiyangyintong.cn/bbs/2473088.html

    這一篇發(fā)布PIC16F716的單相并網(wǎng)正弦波控制板有圖有程序，自從制作出了離網(wǎng)正弦波樣品，輸出的波形的確很漂亮，尤其是輸出的穩(wěn)壓精度，空載與滿載基本上做到輸出紋絲不動(dòng)的狀態(tài)。并且輸出電壓的調(diào)節(jié)范圍很寬(AC80-AC300V)輸出。大家都知道，并網(wǎng)逆變器是建立在離網(wǎng)逆變器的程序之上的，要想做并網(wǎng)逆變器，必須離網(wǎng)逆變器的輸出波形要做的很好，不然失真度太大，并網(wǎng)會(huì)不成功，更何況是一只普普通通的PIC16F716呢！全網(wǎng)是沒(méi)有人，使用這款芯片做并網(wǎng)逆變器的，我只是挑戰(zhàn)一下自己，做并網(wǎng)逆變器的流程，認(rèn)識(shí)并網(wǎng)程序的編寫(xiě)。不過(guò)大家放心，下一步我會(huì)跳到DSP芯片去，做離網(wǎng)三相逆變器和并網(wǎng)三相逆變器的。

   我的理想是自己做出：電能回饋型節(jié)能電子負(fù)載

   回饋型電子負(fù)載采用逆變并網(wǎng)的方法,將測(cè)試的直流電源老化的能量功率輸出逆變成交流電回饋到電網(wǎng)再利用.在能為客戶(hù)節(jié)約大量的老化電費(fèi)支出\的同時(shí),由于電能利用效率的提高,間接地提高了老化產(chǎn)能,具有很高的投資回報(bào)。電能再生循環(huán)利用，節(jié)省能源，又減少熱量排放，改善環(huán)境，達(dá)到測(cè)試、節(jié)能與減排的多重目的。

    本設(shè)計(jì)了PID控制算法與SPWM波相結(jié)合的軟件系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)了電壓同頻同相的閉環(huán)跟蹤；實(shí)現(xiàn)了可調(diào)負(fù)載的情況下恒電流控制、又因輸出電壓與電網(wǎng)電壓相同，又實(shí)現(xiàn)了恒功率的自動(dòng)閉環(huán)調(diào)節(jié)功能，響應(yīng)速度較快。采用了有源逆變、并網(wǎng)控制、并網(wǎng)電流正弦化等關(guān)鍵技術(shù)，實(shí)現(xiàn)了電能回收再循環(huán)利用，節(jié)省能源。

    先看原理圖：

   這一篇：我打算分兩步進(jìn)行：

第一步：在離網(wǎng)正弦波控制板基礎(chǔ)上，先測(cè)試程序，并網(wǎng)時(shí)的鎖頻鎖相，并網(wǎng)時(shí)的功率PID恒流控制，和市電的過(guò)壓，欠壓，頻率檢測(cè)等等

第二步，設(shè)計(jì)一款完整的回饋式電子負(fù)載，包括前級(jí)boost升壓，也用PIC16F716，不知道這樣出來(lái)的產(chǎn)品，性能如何！望大家多多支持，提出寶貴的建議。

  PCB畫(huà)好了

打樣中，趁著閑工夫，努力編程

還是加入顯示部分

這是正弦波碼表

這是碼表的計(jì)算

  程序編了這么多天，終于完成，剛好PCB板子也到了

   

      花了100元，打了10張PCB，我自己用2張，余下的免費(fèi)送給大家，是免費(fèi)不要錢(qián)的哈！

      這一篇，我會(huì)詳細(xì)的講解調(diào)試和制作過(guò)程，希望大家不要嫌我啰嗦，也會(huì)碰到技術(shù)瓶頸，希望大家能給與最棒的技術(shù)支持！

      馬上開(kāi)始焊板子！

  

板子焊好了，下面是板子的功能說(shuō)明

順便再說(shuō)說(shuō)，ＬＣＤ１２８＊６４顯示屏接線方法, 在網(wǎng)絡(luò)上有好多朋友說(shuō)PIC16F716,不能帶顯示屏，據(jù)說(shuō)是速度不行跟不上，我不信，結(jié)果成功啦，還有的朋友說(shuō)PIC16F716這款單片機(jī)只能做離網(wǎng)逆變器使用，我就偏不信這個(gè)邪，結(jié)果還是成功了，并且并網(wǎng)效果很好，大家繼續(xù)往下看，明白一個(gè)道理，只要不懈的努力，定會(huì)成功的。

  大工告成，準(zhǔn)備電源通電了．

  再重復(fù)一遍，本篇內(nèi)容只談鎖相，鎖頻，順利并網(wǎng)，后續(xù)我再加上防孤島檢測(cè)與保護(hù)，市電過(guò)壓與欠壓，還有逆變輸出的過(guò)壓與欠壓等等

      首先找來(lái)一只多路電源，輸入AC150V-420V,輸出+24V,-24V,+10V,還空一路隔離的+24V，是我自己自制的

     

    再找來(lái)一臺(tái)逆變供電電源

  也是我業(yè)余時(shí)間自制的，

  原理圖我做了一點(diǎn)點(diǎn)修改，請(qǐng)看圖

市電同步那里加了一只變壓器，參數(shù)是220V/12V/1W,添加的原因是隔離處理，在燒寫(xiě)程序時(shí)，讀數(shù)不準(zhǔn)確，另外就是添加了VR1，此電位器是設(shè)定輸出電流，顯示在功率欄里面，以數(shù)字量的形式顯示

接的隔離變壓器

好了，現(xiàn)在可以通電測(cè)試了！

  開(kāi)機(jī)界面

工作界面

  先來(lái)個(gè)簡(jiǎn)單的畫(huà)面，后面再來(lái)升級(jí)，我解釋一下功率后面的前3個(gè)000，那是顯示的電位器調(diào)節(jié)的數(shù)字量

  現(xiàn)在控制板是沒(méi)有工作的，是一個(gè)死機(jī)畫(huà)面，接著我插上市電同步信號(hào)，需要重新開(kāi)機(jī)。

  大家請(qǐng)看

   顯示了，市電電壓與萬(wàn)用表相等

調(diào)節(jié)這個(gè)可調(diào)電阻，在功率欄后面顯示084，它的范圍是0-255，可調(diào)電阻的電壓范圍是0-5V

接上一只200W白熾燈泡，電線穿過(guò)互感器，插上市電，電流顯示了，同時(shí)功率也顯示出來(lái)了

在無(wú)聊時(shí)我試了一下，同時(shí)接了3只12864，也能工作

   接下來(lái)我們測(cè)試鎖頻鎖相，還有輸出波形，恒流功能，這些正常了才能并網(wǎng)

   找來(lái)我上一篇的離網(wǎng)正弦波控制板，利用里面的隔離光耦驅(qū)動(dòng)電路

拆掉單片機(jī)PIC16F716

按照?qǐng)D片接線

按照如圖連接

   找來(lái)一只正弦波功率后級(jí)

8KW后級(jí)功率輸出

   原來(lái)是每路3只功率管并聯(lián)使用，現(xiàn)在我只安裝了1只，原因是怕并網(wǎng)時(shí)不成功，損失降到最低

  

圖中的紅黑線是正弦波逆變器功率級(jí)的供電(母線供電)

  準(zhǔn)備就緒了，通電看輸出波形，請(qǐng)看！

    這是第一張開(kāi)機(jī)的輸出波形，大家看到?jīng)]藍(lán)色市電波形，黃色逆變器波形，有兩個(gè)問(wèn)題出現(xiàn)了：

   一是：不鎖頻，不鎖相，藍(lán)色波形左右來(lái)回慢慢移動(dòng)，這是沒(méi)添加鎖頻鎖相出現(xiàn)進(jìn)去

   二是：逆變器波形正半周和負(fù)半周出現(xiàn)了失真，為什么會(huì)這樣呢？

    做任何東西，是沒(méi)有一帆風(fēng)順的，都會(huì)有很多坎坷等著我們一步一步的去克服，最后才能成功！

    其實(shí)這兩個(gè)半周是錯(cuò)位了，為什么會(huì)出現(xiàn)這種情況呢？先看程序

   大家都知道，PIC16F716情況有點(diǎn)特殊，它是正半周與負(fù)半周輪流交換輸出的單極性拓?fù)洌哉胫芎拓?fù)半周都需要獨(dú)立的鎖頻鎖相，在交替工作切換的期間，鎖頻鎖相識(shí)別處理過(guò)程，需要時(shí)間計(jì)算，所以正半周與負(fù)半周出現(xiàn)了錯(cuò)位，因此，此款PIC16F716需要額外的進(jìn)行正半周與負(fù)半周相位時(shí)間校正，其它不用這樣做的。下一步我用DSP芯片做三相并網(wǎng)，就不會(huì)有這種情況發(fā)生了。

   這圖片是沒(méi)鎖頻鎖相出現(xiàn)進(jìn)去，（上面是市電波形，下面是逆變器波形），這時(shí)藍(lán)色波形（市電波形）會(huì)左移動(dòng)或者右移動(dòng)，

   但是經(jīng)過(guò)了正半周和負(fù)半周時(shí)間補(bǔ)償

    這是鎖頻波形，這時(shí)左右不會(huì)移動(dòng)，只是相位落后了，同樣藍(lán)色市電波形，黃色逆變波形，現(xiàn)在逆變器輸出波形交越失真已經(jīng)解決了，只是輸出相位偏差大，需要微調(diào)系數(shù)

再來(lái)幾張鎖頻鎖相波形，微調(diào)后的鎖相波形

好了！重疊了，鎖頻鎖相完成

     藍(lán)色市電波形黃色逆變波形，再看看零點(diǎn)位置，也是穩(wěn)定的

    到了這步，基本上并網(wǎng)逆變器成功了一半，繼續(xù)往下走，估計(jì)還有好多意想不到的的問(wèn)題出現(xiàn)，希望大家給力！

    下一步測(cè)試恒流輸出功能，因?yàn)椴⒕W(wǎng)逆變器，不是恒壓工作，而是恒流工作，只要恒流能穩(wěn)定，可控，就可以市電并網(wǎng)了

    這只是我個(gè)人的理解，本人做離網(wǎng)逆變器是菜鳥(niǎo)，那就更別說(shuō)并網(wǎng)逆變器的制作了，所以的所以，望并網(wǎng)高手支招，謝謝并網(wǎng)大師們！

    并網(wǎng)逆變器制作工作進(jìn)行了這么多天，本人心里很難過(guò)：得不到并網(wǎng)大師們的迷津指點(diǎn)，也得不到愛(ài)好者們的好與差的評(píng)價(jià)，好失望。

按圖連接，注意：燈泡線穿過(guò)互感器再接到逆變器輸出

逆變器供電，是一臺(tái)0-400V,0-10A的可調(diào)電源，電源電源首先調(diào)到200V

  輸出接的燈泡亮了

現(xiàn)在的設(shè)定值是44的數(shù)字量

數(shù)字量調(diào)到26，亮度明顯變暗了，證明輸出功率可控制

再調(diào)到17的數(shù)字量，燈泡一點(diǎn)點(diǎn)亮了

再把可調(diào)電源調(diào)到350V，

大家看看，燈泡輸出亮度不變，證明證明輸出恒流，可控

數(shù)字量調(diào)到30，燈泡明顯變亮了些

繼續(xù)加到48的數(shù)字量

   再調(diào)到36燈泡又暗下來(lái)

  恒流可控實(shí)驗(yàn)通過(guò)完成了

  最后輸出接入市電并網(wǎng)啦！

  這是并網(wǎng)逆變器控制板程序，大家可以仿真，可以制作樣機(jī)

:020000000F28C7:10000800FE000308F7000408F8000A08F900831244:100018007F08FA00C229B92D00308A000408840A32:10002800820700340F341E342D343C344A3459349A:100038006734743482348E349B34A634B234BC347E:10004800C634CF34D834DF34E634EC34F234F63402:10005800FA34FC34FE34FF34FF34FE34FC34FA3412:10006800F634F234EC34E634DF34D834CF34C634E2:10007800BC34B234A6349B348E348234743467343E:1000880059344A343C342D341E340F34013400348E:1000980000340034003420342034C134C134B53441:1000A800C234C034FB34BF34C634BC34BC3420340E:1000B8002034203420340034B234A234CD34F8341F:1000C800B534E734C134F734A334BA342034203497:1000D80020342034413420340034B934A634C234B6:1000E800CA34A334BA3420342034203420342034A1:1000F8002034203420345734203400342034203441:100108002034203420342034203420342034203447:100118002034203420342034203420340034203457:100128002034B234A234CD34F834C434E634B13493:10013800E434C634F73420342034203420340034F6:10014800BB34D834C034A134CA34BD34B234A23438:10015800CD34F834C434E634B134E434C634F73436:100168000034C834D534C634DA34A334BA3432341B:100178003034323430342D3431342D343134353454:1001880020340034CA34D034B534E734B534E734D5:10019800D134B934A334BA34203420342034203450:1001A8005634203400349530432583125708782577:1001B8003508BC003608BD003708BE00C330B9009A:1001C8009530BA003F30BB0089223908A8003A08A8:1001D800A9003B08AA00FE222908CF002808CE0063:1001E8006430AF21BD215524AA21D7232508303EEC:1001F800CD250A30AF216430A000A1015524AA21E1:10020800D7232508303ECD250A30A000A1014F088C:10021800A3004E08A20055242008303ECD256430A6:10022800A000A101CE248D30432505308312A600FD:100238005608B324C800C9010A30A500A601490818:10024800A3004808A2006430A000A1015524AA21F7:10025800D7232508303ECD252E30CD250A30A000E5:10026800A1014908A3004808A20055242008303EEF:10027800CD259B30432564308312A6005908A2007F:10028800A301E830A0000330A1009A232008B3247A:10029800303ECD250A30A6006430A00059089724C6:1002A800B324303ECD250A30A00059089724303EAB:1002B800CD254F08A1004E08A0004908A300480812:1002C800A200E8242108CD002008CC000A30A500AF:1002D800A6014D08A8004C08A700D7232608CD0082:1002E8002508CC009D304325E8308312A500033053:1002F800A6004D08A3004C08A2001030A00027302B:10030800A1005524AA21D7232508303ECD256430E5:10031800B621BD215524AA21D7232508303ECD2555:100328000A30B6216430A000A1015524AA21D723A0:100338002508303ECD250A30A000A1014D08A300B4:100348004C08A20055242008303ECD2D2108A800D5:100358002008A7000800A500A6014F08A3004E0822:10036800A2000800A500A6014D08A3004C08A200A1:100378000800E830A0000330A10008008C1C502AB7:1003880083168C1C502A83128C105808F000F10137:100398007C08013E84001020F200F3010125710859:1003A800D1007008D000FF30F000F1015108F300CF:1003B8005008F20001247108CB007008CA00003010:1003C8004B02FF3003194A02031CED29FF30CA0013:1003D800CB01DB08031DFB29FC08031DF929FB14CD:1003E800803099008610061599014A09052AFC08EB:1003F800031D042AFB108030990006118614990108:100408004A089500FC0A5A08D200D3018C30D2075A:10041800031CD3035508803AFF0080307F02031D78:10042800172A0F30540283120318292A5308803AD6:10043800FF0080307F02031D232A0F305202031C65:10044800282AFC018312DB0183125508803AFF0039:1004580080307F02031D322A0F3054028312530862:10046800031C462A803AFF0080307F02031D3E2A83:100478000F3052020318442AFC018312DB01DB0A05:1004880083125308D5005208D400FB1C502A7C085C:100498001A3A031D502A7B142B249F121F129F15F2:1004A8000000000083120C131F141F150C1F5A2A7A:1004B8001E08D6007B1C792A7B107D08560203187B:1004C8006D2AD80A5808FF3A031D792AFE30D80049:1004D800792A56087D02031C752A7D0856020318DE:1004E800792A56087D02031CD80339307C02031C84:1004F8007E2A56257A08FF0079088A007808840041:1005080077088300FE0E7E0E09003908BF003A08FE:10051800C0003B08C1000310400D410DC200C208D5:10052800031D9A2AB901BA01BB0108003C08BF00A3:100538003D08C0003E08C1000310400D410DC70032:10054800C708031DAB2AB901BA01BB010800470857:100558007B3EC2073B08C7003E08C7068030C70578:10056800BA17BD17BE01C301C401C5010730C600D3:10057800391CC42A3C08F42203183E0A031DC50787:100588000310BB0CBA0CB90C0310BC0DBD0DBE0D8D:10059800C60BBC2A0930C600391CD82A3C08F422EC:1005A80003183E0A031DC5070310BB0CBA0CB90C8F:1005B8000310C50CC40CC30CC60BD02A4308A000FA:1005C8004408A1004508A2004208A3004708A40067:1005D8005C232008B9002108BA002208BB000800E3:1005E800C3073D08031103183D0A031DC4073E084D:1005F80003110800552303102D0D2E0DB400B40867:10060800031D0B2BA801A901AA01AB010800552362:1006180017300310AE0CAD0CAC0CFF3E031D0D2BB8:100628002C08AF00A917AA012808B0002908B100B2:100638002A08B200B3018E30B402B41F302B34083C:10064800803A8F3E031C062B0310B30CB20CB10C7E:10065800B00CB40F282B3E2B183034020318062B8D:10066800B40803193E2B0310B00DB10DB20DB30D34:10067800B403342B2F0803194C2BB009B109B20964:10068800B309B00A0319B10A0319B20A0319B30A64:100698003308AB003208AA003108A9003008A800C6:1006A80008002808AC002908AD002A08AE00080098:1006B80023080319642B220821042004031D6D2B31:1006C800A001A101A2010800A30A0310A20CA10C19:1006D800A00CFE30220503197C2B682BA30AA00A64:1006E8000319A10A0319A20A0310A20CA10CA00C59:1006F800FF3022050319862B722BA3030310A00DCC:10070800A10DA20DA11F812B231CA1130310A30C63:100718002308A700A601A5012508A0042608A1040E:100728002708A2042408031DA2170800A501A31F77:10073800A42BA209A309A20A0319A30AA501A50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  開(kāi)始并網(wǎng)了！

輸出經(jīng)過(guò)電流互感器，再串聯(lián)3只200W燈泡接入一只電感，最后接入市電

串聯(lián)燈泡的目的，是怕并網(wǎng)不成功，造成逆變器順壞，炸機(jī)

     開(kāi)機(jī)，同時(shí)接通市電，可調(diào)電源輸出電壓調(diào)到高于330V

    現(xiàn)在大家注意了，通電會(huì)有兩種情況發(fā)生

    1.串聯(lián)的燈泡特別亮，2.串聯(lián)的燈泡閃爍一下，立馬熄滅

   燈泡特別亮，說(shuō)明市電相位反了，需要把同步輸入的兩條線交換一下，就可以了，大家要注意了。

     調(diào)整功率，顯示看圖片

    并網(wǎng)功率繼續(xù)加大，燈泡微亮了

   

   另外，并網(wǎng)的條件：是同頻，同相，輸出電流恒流可控就行了嗎？（除過(guò)欠壓，孤島外）   

   重復(fù)一遍，本主控芯片是PIC16F716

   PIC16F716.pdf

 今天，我鉚足了勁，直接短路串聯(lián)在市電的燈泡，接了只5A250V保險(xiǎn)管和10D-11的熱敏電阻

調(diào)整功率，并網(wǎng)輸出2.0A

繼續(xù)加大，并網(wǎng)輸出2.9A，功率上去了

   3.2A的并網(wǎng)電流，并網(wǎng)成功了！這樣調(diào)節(jié)下去是可以繼續(xù)加大并網(wǎng)功率的。順便我多說(shuō)一句，功率后面的預(yù)設(shè)數(shù)字量計(jì)算163/255*5=3.196A，估計(jì)初學(xué)者不會(huì)計(jì)算，意思是你預(yù)設(shè)到哪里，輸出就給你恒流在哪里，現(xiàn)在預(yù)設(shè)3.196A, 輸出就恒定在3.2A 。   

   3.2A一直工作了，此次的連接，真算得上是蜘蛛網(wǎng)電路，接下來(lái)我會(huì)抽時(shí)間整理原理圖，加上前級(jí)的boost升壓電路，芯片也用PIC16F716,做成一套完整的樣機(jī)，供大家學(xué)習(xí)參考，收集電能老化產(chǎn)品。   

   有了本次的并網(wǎng)成功案例，在程序方面，已經(jīng)深入了解到了，并網(wǎng)必備的條件，我想單相程序能順利成功，估摸著三相也就不在話下了，歡迎關(guān)注我的三相離網(wǎng)正弦波控制板，三相并網(wǎng)正弦波控制板。  

   本次并網(wǎng)逆變器（單相），并網(wǎng)順利，圓滿成功！目的已達(dá)到（順利市電并網(wǎng)）。還有幾塊空PCB（并網(wǎng)逆變器控制板），免費(fèi)送給大家，需要的朋友找我索取，送完為止。

   完！喜歡并網(wǎng)的朋友，歡迎給個(gè)收藏！

  下一步開(kāi)始進(jìn)行繪制一款完整的，3000W回饋式電子負(fù)載了！

    市面上的電子負(fù)載都有CC定電流,CV定電壓,CP定功率,CR定電阻這是個(gè)功能

    一款回饋式電子負(fù)載，應(yīng)該也是這樣的，要具備定電流，定電壓，定功率，定電阻負(fù)載功能，我現(xiàn)在的回饋式負(fù)載，只是恒流負(fù)載，在程序上還要繼續(xù)升級(jí)，繼續(xù)完善。

    我們現(xiàn)在

    “定電流”回饋式電子負(fù)載是以電流為基準(zhǔn)，****定電流輸出，測(cè)試一般開(kāi)關(guān)電源老化

    “定電壓”回饋式電子負(fù)載應(yīng)該是以電壓為基準(zhǔn)，****定電壓輸出，測(cè)試LED驅(qū)動(dòng)電源，充電機(jī)電源

    “定功率”回饋式電子負(fù)載應(yīng)該是以功率為基準(zhǔn)（功率=電壓*電流），****固定功率模式，設(shè)置功率

    “定電阻”回饋式電子負(fù)載應(yīng)該是以負(fù)載電阻為基準(zhǔn)（電阻=電壓/電流），****固定電阻模式，設(shè)置電阻

    按照這樣的思路寫(xiě)出程序來(lái)，是不是功能增加了很多，適用性增大了好多？并且工作電路不會(huì)變化，通用

    大家?guī)臀蚁胂耄疫@樣是正確的嗎？