關(guān)鍵字:逆變電源,逆變器
依據(jù)逆變電源的基本原理,利用對(duì)現(xiàn)有資料的分析推導(dǎo),提出了一種方波逆變器的制作方法并加以調(diào)試.
1 系統(tǒng)基本原理 本逆變電源輸入端為蓄電池(+12V,容量90A·h),輸出端為工頻方波電壓(50Hz,310V).其結(jié)構(gòu)框圖如圖1所示. 目前,構(gòu)成DC/AC逆變的新技術(shù)很多,但是考慮到具體的使用條件和成本以及可靠性,本電源仍然采用典型的二級(jí)變換,即DC/DC變換和DC/AC逆變.首先由DC/DC變換將DC12V電壓逆變?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DC/AC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;再經(jīng)LC工頻濾波得到有效值為220V的50Hz交流電壓,以驅(qū)動(dòng)負(fù)載.
2 DC/DC變換 由于變壓器原邊電壓比較低,為了提高變壓器的利用率,降低成本,DC/DC變換如圖2所示,采用推挽式電路,原邊中心抽頭接蓄電池,兩端用開(kāi)關(guān)管控制,交替工作,可以提高轉(zhuǎn)換效率.而推挽式電路用的開(kāi)關(guān)器件少,雙端工作的變壓器的體積比較小,可提高占空比,增大輸出功率. 雙端工作的方波逆變變壓器的鐵心面積乘積公式為 AeAc=Po(1+η)/(ηDKjfKeKcBm) (1) 式中:Ae(m2)為鐵心橫截面積; Ac(m2)為鐵心的窗口面積; Po為變壓器的輸出功率; η為轉(zhuǎn)換效率; δ為占空比; K是波形系數(shù); j(A/m2)為導(dǎo)線的平均電流密度; f為逆變頻率; Ke為鐵心截面的有效系數(shù); Kc為鐵心的窗口利用系數(shù); Bm為最大磁通量.
變壓器原邊的開(kāi)關(guān)管S1和S2各采用IRF32055只并聯(lián),之所以并聯(lián),主要是因?yàn)樵?a target="_blank">逆變電源接入負(fù)載時(shí),變壓器原邊的電流相對(duì)較大,并聯(lián)可以分流,可有效地減少開(kāi)關(guān)管的功耗,不至于造成損壞. PWM控制電路芯片SG3524,是一種電壓型開(kāi)關(guān)電源集成控制器,具有輸出限流,開(kāi)關(guān)頻率可調(diào),誤差放大,脈寬調(diào)制比較器和關(guān)斷電路,其產(chǎn)生PWM方波所需的外圍線路很簡(jiǎn)單.當(dāng)腳11與腳14并聯(lián)使用時(shí),輸出脈沖的占空比為0~95%,脈沖頻率等于振蕩器頻率的1/2.當(dāng)腳10(關(guān)斷端)加高電平時(shí),可實(shí)現(xiàn)對(duì)輸出脈沖的封鎖,與外電路適當(dāng)連接,則可以實(shí)現(xiàn)欠壓、過(guò)流保護(hù)功能.利用SG3524內(nèi)部自帶的運(yùn)算放大器調(diào)節(jié)其輸出的驅(qū)動(dòng)波形的占空比D,使D>50%,然后經(jīng)過(guò)CD4011反向后,得到對(duì)管的驅(qū)動(dòng)波形的D<50%,這樣可以保證兩組開(kāi)關(guān)管驅(qū)動(dòng)時(shí),有共同的死區(qū)時(shí)間.
3 DC/AC變換 如圖3所示,DC/AC變換采用單相輸出,全橋逆變形式,為減小逆變電源的體積,降低成本,輸出使用工頻LC濾波.由4個(gè)IRF740構(gòu)成橋式逆變電路,IRF740最高耐壓400V,電流10A,功耗125W,利用半橋驅(qū)動(dòng)器IR2110提供驅(qū)動(dòng)信號(hào),其輸入波形由SG3524提供,同理可調(diào)節(jié)該SG3524的輸出驅(qū)動(dòng)波形的D<50%,保證逆變的驅(qū)動(dòng)方波有共同的死區(qū)時(shí)間.
在逆變電源的發(fā)展方向上,輕量、小型、高效是其所追求的目標(biāo).本文所介紹的逆變電源電路主要采用集成化芯片,使得電路結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、性能穩(wěn)定、成本較低.因此,這種電路是一種控制簡(jiǎn)單、可靠性較高、性能較好的電路.整個(gè)逆變電源也因此具有較高的性?xún)r(jià)比和市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力.
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