48V4000瓦工频逆变器，双容量设计，待机功耗3瓦，最大支持功率4500瓦。当年自己选的牛，含着泪也要吹上天去。

rand1986 · 发表于 2020-7-24 19:00

一年多以前，选了一头牛，然后开始努力的吹牛，经过一年多的努力，终于把这头牛吹上天去了。

赌约的事情已经过去一年多了，在这一年多时间里，我面对着很多的质疑与嘲笑的声音，我始终持回避的态度，我不在意别人对我的看法。

期间我们做了很多的实验，也失败了很多次，炸管炸了几百个MOS管，修到无法再修的主板也有十几块，最终我们取得了成功，开发出世界首创的双容量逆变器。

这其中，我最感谢的人是忘记咪咪，如果不是他的指引，我几乎没有意识到双容量逆变器可以有很大的商业价值与市场需求，而我当初只是作为一个追求完美的房车爱好者，自己在工作室里捣鼓一些小玩意儿，然后做出了采用大小双变压器的逆变器，经过测试，发现待机功率很低，只当做是自己的一种乐趣与爱好，没有想过它的商业价值。直到某一天，忘记在群里谈起工频逆变器的待机功率问题，说他一直想要降低待机功率。我便提了一句，说我已经把3000瓦逆变器的待机功率降到了5瓦以内。本是无意中的一句话，忘记性格耿直，认定我是在撒谎，要和我赌一把。这其实真不怨忘记怀疑我的言辞，要知道在此前不久，我对于逆变器还是个门外汉，诸位可以看看我之前的帖子，还在四处请教逆变器的一些基础问题。而我也买过忘记的逆变器，也向他请教了一些问题，但是忘记可能把我和另一个人搞混了，那个人买了忘记的逆变器后，问了忘记很多的基础问题，据说电话轰炸了20几个小时，问的问题还显得很傻帽，忘记不胜其烦，后来便不太愿意出售逆变器给一些缺乏基础知识的买家。忘记一直认为那个人是我，但是我想绝对不会是我，因为我基础知识还是有的，更不会话痨一样的电话轰炸他20几个小时。但忘记对我的误会导致他坚信，一个连基础知识都没有的人是绝对不可能造出那种高性能的逆变器的，谁要是相信，谁就是傻瓜。的确，我在忘记的群里也总是问一些很基础的问题，比如用电感稳定电压时，用什么电感，多大尺寸的，是串联呢，还是并联在电源两端呢？当年这问题很傻帽，估计专业人士看了会笑掉大牙。正常人没有谁会认为我能搞出那种性能的逆变器。

而我总是喜欢去做一些别人认为不可能做到的事情，并且固执的认为，去做别人做不到，或者没有想到去做的事情，这样的人生才有价值。我做产品也是这样，别人已经做出来的产品，我绝不模仿抄袭别人的成果，产品一定要与众不同，要是都同质化，缩减成本搞价格战，那就没意思了。这些都不是我喜欢的东西。

言归正传，我后来很快意识到与忘记的赌约其实对忘记并不公平，他对我知之甚少，甚至一直误解我就是那个电话轰炸他20多个小时，毫无基础知识的门外汉，而我当时其实已经做出了产品了，而且已经装上车开始了测试。我们掌握的信息当时并不对称。我因此放弃了那次赌约，君子不夺人所好。

工频逆变器中对于待机功率的影响最大的是变压器，目前最好的变压器是新日铁铁芯的变压器，几乎可以降低一半的待机功率，并大幅度的提高效率，我起初也采用了新日铁铁芯的单个变压器，但这种材料非常昂贵，一般仅仅用于高端的音响中，比如甲类功放，采用新日铁变压器的音响设备价格不菲，用在逆变器中其实太奢侈了，几乎所有的逆变器厂家都知道新日铁的环牛好，但几乎没有谁会采用这种材料，因为单价比国产材料变压器贵四五倍。忘记最近新开发的逆变器采用了6000瓦新日铁变压器，单单是变压器一项的采购成本都接近一些厂家生产的同等功率逆变器整机的零售价了。这点我很欣赏他，要做就做高端产品，这才叫匠人精神，我也因此对他有惺惺相惜的好感。

但采用新日铁的变压器配合最好的其它材料，即便如此的不惜血本的材料对切，也只能降低空载功耗到10瓦左右。作为完美主义者，我仍然并不满意。后来在网友们在房车上采用双逆变器的启发下，我采用了双变压器的方案，并实验成功。成功将空载功耗降低到5瓦以内。然后才有了后来的那次赌约。

此后我将逆变器装在房车上测试，但是早期的逆变器采用电磁继电器切换变压器，白天还没什么，但是到了晚上休息的时候，因为房车上的空调时而关机，时而启动，导致逆变器反复切换，这时机械噪音就凸显出来了，逆变器就安装在床下面，B型车空间小，晚上睡觉必须塞住耳朵。然后又改进，采用了很多种切换技术方案，每一种技术方案都需要做3000瓦切换功率下，5万次耐久性试验，在这期间，进展一直不理想，有的方案难以消除噪音，有的方案会大幅降低效率，还有的方案抵不住5万次3000瓦负载切换测试，5万次3000瓦切换测试是我确定的耐久性目标，我认为好的设备，其使用寿命应该达到车辆的使用年限，我希望我的产品可以使用十年以上不会坏。如此在反复试验了一年多之后，还是采用双主板，双变压器的方案最终被确认为使稳定可靠的方案，在保证效率的同时，也顺利的通过了5万次3000瓦切换负载的测试。

在此期间，忘记在逆变器上的一些见解，对我的开发工作很有帮助。比如忘记因为逆变器在连接电池的一瞬间会产生很大浪涌电流，对锂电池的保护板构成威胁，甚至击穿保护板，因此建议房车厂家通过保险丝将逆变器直接连接在电池上，不要安装开关，以避免浪涌电流损坏锂电池保护板。我因为开发逆变器的过程中，炸管炸怕了，没有电源开关就没有安全感，于是开发了带浪涌缓冲电路的逆变器专用接触器。

在逆变器定型后，我需要精准的测定逆变器的效率值，并准备做第一个敢公布逆变器效率曲线的厂家。通常而言，厂家并不愿意公布逆变器的效率曲线，因为通常逆变器的最高效率值只出现在某一个工况段位，在其它段位上，逆变器的效率其实没有那么高，尤其是在最长用电时间的低功率段中，逆变器的效率值可能会低得惨不忍睹。下图是荷兰著名的逆变器厂家

采用双变压器的方案后，逆变器在低功率段采用小变压器，但中高功率段采用大变压器

rand1986 · 发表于 2020-7-24 19:02

不知道怎么搞的，还没有写完，点击个保存草稿就给发表了。

快乐滴小鸟 · 发表于 2020-7-25 05:54

li013 · 发表于 2020-7-25 10:33

期待大神的下文！

驿路驼铃 · 发表于 2020-7-25 11:11

潜水王也出来冒个泡顶一下，技术贴必须顶！

csy_222 · 发表于 2020-7-25 12:06

实物有了，下一步就是实用性、价格了…

rand1986 · 发表于 2020-7-25 13:48

接上文，更正一个错误。是欧洲最大的离网逆变器厂商，瑞士特能创新公司（STUDER公司）公布了一个自家工频逆变器与中国国产高频逆变器的效率曲线图。这个资料可以在百度文库中查到，网址为：https://wenku.baidu.com/view/86fdf597dd88d0d233d46a1c.html?fr=search

从图形中看，高频逆变器只在最大功率段上有不错的效率，在低频段的效率很低，假设全功率为3000瓦的高频机，如果按此图计算，其在1000瓦的效率值只有不到75%的效率，而500瓦的效率甚至只有60%左右，300瓦时的效率甚至只有50%，而工频机在低功率段对高频机几乎是碾压式的优势存在，高频机只在满功率段上能与工频机持平。我没有在网上找到任何一家公布效率曲线的国产逆变器厂商，对特能创新公司关于高频机的数据也半信半疑，但也没有测试过高频机，后来四处询问有用过高频机的朋友，终于有朋友提供了数据，其实效率值也没有那么低，但确实会低于工频机。

我做事一向坦坦荡荡，认为做逆变器就应该公布效率曲线图和数据图表。我自己买了一些测试仪器来反复测定效率曲线，几乎每做一个方案，我都会测算一遍效率曲线，现在测量的数据图表已经有厚厚的一叠了。当技术方案最终确定下来后，我用不同的测量设备测量效率曲线，却发现数据有一些偏差，最高效率值从94%到98%都出现过，偏差了4个百分点。强迫症的特质使我决定必须要准确测量数值后才能上市销售，于是买了一台国产的电参数仪来测量直流功率，配合一台国产的交流电参数仪，但是测量的结果却很悲催，数据严重不靠谱。在退货之后，我抱着最烂的千分尺其测量精度也好过最好的卷尺的想法，购买了一批不同量程的分流器配合电参数仪来测定数据，我想缩短量程之后精度肯定会大幅度的提高。
这时候对数值同样精益求精的忘记也买了高精度的计量级分流器，忘记的装备比较先进，他的一些测量仪器是进口货，比较靠谱。因为忘记所在地是德阳，我在成都，相隔只有一个多小时的车程。他便邀请我去他那里测量，我当然是求之不得。说来也巧，我老家也是德阳，忘记在德阳工作了十几年，我们也算是半个同乡了。
驱车到德阳后，我们开始测试，忘记先测试了自己的逆变器，6000瓦的工频机，新日铁变压器的加持，并优化了软件，待机功率同样很低，仅为8.5瓦左右，我记不清楚是否是连接了交流电参数仪，如果是连接交流电参数仪的话，去掉电参数仪待机功率应该还可以再低1瓦。经过测试他的工频机最高效率值高达98%，我怀疑过是否是误差造成的，但忘记当时正在开发的逆变器有几台，同样基于新日铁变压器的逆变器，效率也有96%的，这个数据我认为还是比较靠谱的。然后测试我的逆变器，一上电，测得的待机功率为4.5瓦，是加了交流电功率计的缘故，去掉电功率计，空载待机功率应该为3瓦多，我的逆变器同样采用了新日铁的变压器，但仅在小变压器中采用，如果在大变压器也采用新日铁铁芯的话，我的单机成本会增加1000多元，增加1000多元成本来提升2%左右的效率，市场是否会买单？我不好确定这个问题，因此暂时没有采用新日铁的大变压器。不过即便如此，由于我在其它部件上也采用了最好的材料，最高效率值任然达到了96%。我们测试了一整串数据，忘记将其输入电脑中，做出了效率图表。并很大方的公布在专业的群里。当然，忘记的新日铁6000瓦机型在高功率段上比我的4000瓦机型有效率方面的明显优势，而我的逆变器因为双容量的设计，在低功率段有明显优势。但是公布的数据并没有包含200瓦及以下功率段，因为电参数仪的量程限制，数值越低误差越大。后来我们改了接线，用电参数仪内置的分流器测量了我的200瓦及以下功率段数据，由于时间有限，晚上准备出去吃顿饭的，所以也没有再录入电脑做曲线公布，我只记录了一下。
后来我拿回去后在瑞士特能创新公司所公布的自家逆变器的曲线图基础上自己做了曲线。特能创新公司公布的效率曲线是基于功率百分比的基础上给出，我转换了一下，得出了如下的曲线。

黑色的曲线为我的逆变器的曲线，在低功率段的效率值非常出色，得益于双容量设计和高性能的新日铁变压器，在50瓦左右负载时，效率值就接近90%，这是其它逆变器难于逾越的物理极限，即便以产品精良著称的瑞士公司的产品也同样如此。

双容量逆变器的设计带来的好处是，一方面待机功率极低，所以平时几乎不用考虑关闭逆变器，我和忘记都没有随手关逆变器的习惯，甚至忘记连关空调的习惯都没有，大白天的即使外出去逛街，车上的空调都要开着，一回去车里就很凉爽。其次是低功率段的效率可以做到很高，因而整体功率可以做得很大，所有的逆变器都有效率随着负载段位变化而变化的情况，这和汽车发动机存在扭矩曲线一样，最高效率值与最大扭矩都只出现在某一个段位甚至点上面。正如特能创新公司所描述的那样，普通的单容量逆变器随着功率越做越大，低功率段的效率值就越来越低，这很大程度上限制了逆变器的功率，目前房车上普遍采用的是3000瓦逆变器，用电很紧张，需要排队用电。但我认为房车用电就应该像家里用电一样，敞开用，不考虑先后顺序，目前要做到不受限制的用电，逆变器应该有4到6个千瓦，如此大的功率，不仅会造成待机功耗的增加，还会降低200瓦以下的效率值。以我的房车生活经验，在成都附近生活的夜晚，变频空调的长期保温功率在200瓦以内，甚至大部分时候，早晨起床看见库仑计的耗电功率只有几十瓦，晚上驻车郊外，开空调并看电视时，库仑计显示的功率很少超过200瓦，单独看电视时在100瓦左右，这种低负载工况下，使用双容量设计，优势明显。做大逆变器的功率也不用担心低负载工况下的效率。

瑞士特能创新公司公布的工频逆变器与高频逆变器的效率曲线对比图。

我的逆变器（黑色线条）的效率曲线与瑞士特能创新公司的逆变器的效率曲线对比。

测定的效率数据图2

效率数据图2

测量52V电压时的待机功耗

2300瓦时的效率数据

成品