逆變器由逆變電路、邏輯控制電路、濾波電路三大部分組成,主要包括輸入接口、電壓?jiǎn)?dòng)回路、MOS開關(guān)管、PWM控制器、直流變換回路、反饋回路、LC振蕩及輸出回路、負(fù)載等部分??刂齐娐房刂普麄€(gè)系統(tǒng)的運(yùn)行,逆變電路完成由直流電轉(zhuǎn)換為交流電的功能,濾波電路用于濾除不需要的信號(hào),逆變器的工作過程就是這樣子的了。其中逆變電路的工作還可以細(xì)化為:首先,振蕩電路將直流電轉(zhuǎn)換為交流電;其次,線圈升壓將不規(guī)則交流電變?yōu)榉讲ń涣麟?最后,整流使得交流電經(jīng)由方波變?yōu)檎也ń涣麟姟?/p>
1、轉(zhuǎn)換效率高、啟動(dòng)快;
2、安全性能好:產(chǎn)品具備短路、過載、過/欠電壓、超溫5種保護(hù)功能;
3、物理性能良好:產(chǎn)品采用全鋁質(zhì)外殼,散熱性能好,表面硬氧化處理,耐摩擦性能好,并可抗一定外力的擠壓或碰擊;
4、帶負(fù)載適應(yīng)性與穩(wěn)定性強(qiáng)
變壓器可選用一個(gè)100W機(jī)床控制變壓器,將變壓器鐵芯拆開,再將次級(jí)線圈拆下來,并記錄匝數(shù),以便于計(jì)算每伏圈數(shù)。然后用φ1.35mm的漆包線重新繞次級(jí)線圈,先繞一個(gè)22V的主線圈,在中間抽頭,再用φ0.47的漆包線繞兩個(gè)4V的反饋線圈,線圈的層間用較厚的牛皮紙絕緣。線圈繞好后插上鐵芯,將兩個(gè)4V次級(jí)分別和主線圈連在一起,注意頭尾的別接反了??赏姕y(cè)電壓,如果4V線圈和主線圈連接后電壓增加說明連接正確,反之就是錯(cuò)的,可換一下接頭就可以了。
與4V線圈串聯(lián)的兩個(gè)電阻R2、R3可用電阻絲制作,可根據(jù)輸出功率大小選擇電阻的大小,一般為幾歐姆,輸出功率大時(shí),電阻越小,偏流電阻用1W300Ω的電阻,不接這個(gè)電阻也能工作,但由于管子的參數(shù)不一致有時(shí)不起振,最好接一個(gè)。三極管的選擇:每邊用三只3DD15并聯(lián),共用六只管子,電路連接好后檢查無錯(cuò)誤,就可以通電調(diào)整了,接上蓄電池,找一個(gè)100W的白熾燈做負(fù)載,打開開關(guān),燈泡應(yīng)該能正常發(fā)光,如果不能正常發(fā)光,可減小基極的電阻,直到能正常發(fā)光為止,再接上彩電看能否正常啟動(dòng),不能正常啟動(dòng)也是減小基極的電阻,調(diào)整完畢后就可以正常使用了。
只用4個(gè)元件的逆變器,制作簡(jiǎn)單,用于普通照明不錯(cuò)。R1、R2根據(jù)三極管和變壓器的不同在1.2k~4.7k之間選用;三極管無特殊要求根據(jù)變壓器的容量選擇,容量大就用功率大點(diǎn)的;變壓器可用普通控制變壓器,只要有兩組12V就行。選用500W機(jī)床控制變壓器0v-12V-24V,三極管用的達(dá)林頓管MJ11032,電阻4.7k。(輸出的是方波,不適合要求較高的場(chǎng)合)。
主要由MOS場(chǎng)效應(yīng)管,普通電源變壓器構(gòu)成。其輸出功率取決于MOS場(chǎng)效應(yīng)管和電源變壓器的功率,免除了煩瑣的變壓器繞制,適合電子愛好者業(yè)余制作中采用。
這里采用六反相器CD4069構(gòu)成方波信號(hào)發(fā)生器。電路中R1是補(bǔ)償電阻,用于改善由于電源電壓的變化而引起的振蕩頻率不穩(wěn)。電路的振蕩是通過電容C1充放電完成的。其振蕩頻率為f=1/2.2RC.圖示電路的最大頻率為:fmax=1/2.2&TImes;3.3&TImes;103&TImes;2.2&TImes;10-6=62.6Hz;最小頻率fmin=1/2.2×4.3×103×2.2×10-6=48.0Hz.由于元件的誤差,實(shí)際值會(huì)略有差異。其它多余的反相器,輸入端接地避免影響其它電路。
由于方波信號(hào)發(fā)生器輸出的振蕩信號(hào)電壓最大振幅為0~5V,為充分驅(qū)動(dòng)電源開關(guān)電路,這里用TR1、TR2將振蕩信號(hào)電壓放大至0~12V.如圖所示。
下面簡(jiǎn)述一下用C-MOS場(chǎng)效應(yīng)管(增強(qiáng)型MOS場(chǎng)效應(yīng)管)組成的應(yīng)用電路的工作過程。電路將一個(gè)增強(qiáng)型P溝道MOS場(chǎng)效應(yīng)管和一個(gè)增強(qiáng)型N溝道MOS場(chǎng)效應(yīng)管組合在一起使用。當(dāng)輸入端為低電平時(shí),P溝道MOS場(chǎng)效應(yīng)管導(dǎo)通,輸出端與電源正極接通。當(dāng)輸入端為高電平時(shí),N溝道MOS場(chǎng)效應(yīng)管導(dǎo)通,輸出端與電源地接通。
在該電路中,P溝道MOS場(chǎng)效應(yīng)管和N溝道MOS場(chǎng)效應(yīng)管總是在相反的狀態(tài)下工作,其相位輸入端和輸出端相反。通過這種工作方式我們可以獲得較大的電流輸出。同時(shí)由于漏電流的影響,使得柵壓在還沒有到0V,通常在柵極電壓小于1到2V時(shí),MOS場(chǎng)效應(yīng)管既被關(guān)斷。不同場(chǎng)效應(yīng)管其關(guān)斷電壓略有不同。也正因?yàn)槿绱?,使得該電路不?huì)因?yàn)閮晒芡瑫r(shí)導(dǎo)通而造成電源短路。
由以上分析我們可以畫出原理圖中MOS場(chǎng)效應(yīng)管電路部分的工作過程
這是一種性能優(yōu)良的家用逆變電源電路圖,材料易取,輸出功率150W.本電路設(shè)計(jì)頻率為300Hz左右,目的是縮小逆變變壓器的體積、重量。輸出波形方波。這款逆變電源可以用在停電時(shí)家庭照明,電子鎮(zhèn)流器的日光燈,開關(guān)電源的家用電器等其他方面。
電容器C1、C2用滌綸電容,三極管BG1-BG5可以用9013:40V0.1A0.5W;BG6-BG7可以用場(chǎng)效應(yīng)管IRF150:100V40A150W0.055歐姆。先不接功率管,測(cè)A點(diǎn)、B點(diǎn)對(duì)地的電壓,調(diào)整R1或R2使A、B兩個(gè)點(diǎn)的電壓要相同,這樣才能輸出的方波對(duì)稱,靜態(tài)電流也最少。
安裝時(shí)要注意下列事項(xiàng):BG6、BG7的焊接,必須用接地良好的電烙鐵或切斷電源后再焊接。大電流要用直徑2.5MM以上的粗導(dǎo)線連接,并且連線盡量短,電瓶電壓12V、容量12AH以上。功率管要加適當(dāng)?shù)纳崞?,例如?00*100*3MM鋁板散熱。如果你要增加功率,增加同型號(hào)的功率管并聯(lián)使用,相應(yīng)地增加變壓器的功率。
本逆變器輸入端為汽車蓄電池(+12V,4.5Ah),輸出端為工頻方波電壓(50Hz,220V)。其系統(tǒng)主電路和控制電路框圖如圖1所示,采用了典型的二級(jí)變換,即DC/DC變換和DC/AC逆變。12V直流電壓通過推挽式變換逆變?yōu)楦哳l方波,經(jīng)高頻升壓變壓器升壓,再整流濾波得到一個(gè)穩(wěn)定的約320V直流電壓;然后再由橋式變換以方波逆變的方式,將穩(wěn)定的直流電壓逆變成有效值稍大于220V的方波電壓,以驅(qū)動(dòng)負(fù)載。為保證系統(tǒng)的可靠運(yùn)行,分別采集了DC高壓側(cè)電壓信號(hào)、電流信號(hào)及蓄電池電壓信號(hào),送入SG3525A,通過調(diào)整驅(qū)動(dòng)脈沖的占空比或關(guān)斷脈沖來實(shí)現(xiàn)電壓調(diào)節(jié)、過流保護(hù)及欠壓保護(hù)等功能。
圖 系統(tǒng)主電路和控制電路框圖
振蕩頻率的確定:振蕩頻率由三個(gè)外部元件RT、CT和RD設(shè)置,分別接在6、5、7引腳上。振蕩頻率為fOSC=1/CT(0.7RT+3RD),其中,0.7RTCT為定時(shí)電容充電時(shí)間,3RDCT為定時(shí)電容放電時(shí)間。為了使分頻分相電路取得50Hz振蕩頻率,本設(shè)計(jì)設(shè)定振蕩頻率為51.2kHz,取CT=2000pF,RT=10kΩ,RD=922Ω。
輸出脈寬的調(diào)整:PWM脈沖寬度由引腳9和引腳8中電平較低的一端控制。芯片內(nèi)部的誤差放大器U1將電壓反饋信號(hào)與基準(zhǔn)電壓信號(hào)偏差放大后送入比較器U2的反向輸入端,比較器正向輸入端的輸入則來自電容器CT上的鋸齒波,兩者做比較后輸出方波脈沖來控制SG3525A內(nèi)部輸出功放管的占空比。本設(shè)計(jì)中將8引腳經(jīng)電容接地,9引腳接DC/DC高壓直流電壓的反饋電壓,由此調(diào)整輸出直流電壓的穩(wěn)定。
圖 輸出直流高壓調(diào)節(jié)原理圖
圖中,U1為SG3525A中的誤差放大器,1、2、9分別為芯片管腳,R1~R7、C1、C2均為外接電阻電容。SG3525A的16引腳輸出5V參考電壓。電阻R3、R4及U1構(gòu)成反比例運(yùn)算器,R4/R3為其靜態(tài)放大倍數(shù),其值越大控制精度越高。但放大倍數(shù)太大將引起振蕩,因此引入C1和R5使誤差放大器成為不完全比例積分控制器,此時(shí)靜態(tài)誤差放大倍數(shù)不變,動(dòng)態(tài)誤差放大倍數(shù)減小,既不影響控制精度,又避免過沖引起振蕩。