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簡介
在這個項目中，我們將使用帶 PWM 逆變器電路的 SG3525 芯片制作一個 300W、50/60 Hz 逆變器。該電路將從12V電池獲取12V直流電源并將其轉(zhuǎn)換為220V、300W PWM輸出。逆變器是一種將直流 (DC) 電轉(zhuǎn)換為交流 (AC) 電的電子設(shè)備。它通常用于從電池或太陽能電池板等直流電源為交流設(shè)備供電。
SG3525是一款用于開關(guān)電源和逆變器的脈寬調(diào)制（PWM）控制集成電路（IC）。它旨在控制 DC-AC 轉(zhuǎn)換器的輸出電壓和頻率，可用于電機(jī)控制、照明和不間斷電源 (UPS) 等各種應(yīng)用。SG3525 提供了一種通過調(diào)整 PWM 信號的占空比來調(diào)節(jié)輸出電壓和頻率的方法。它還包括過流和熱關(guān)斷等保護(hù)功能。
BOM
SG3525 穩(wěn)壓脈寬調(diào)制器
SG3525 是一種控制集成電路，用于開關(guān)模式電源、DC-DC 轉(zhuǎn)換器、AC-DC 電源和電機(jī)驅(qū)動。像 SG3525 這樣的 PWM 控制器的目的是生成一個矩形波形，該波形可用于控制輸送到負(fù)載的功率。SG3525 有幾個內(nèi)部模塊協(xié)同工作以實現(xiàn)此目的：
- 參考電壓：這是一個內(nèi)部電壓源，為誤差放大器提供穩(wěn)定和精確的參考電壓。
- 誤差放大器：這是一個差分放大器，將輸出電壓與參考電壓進(jìn)行比較。誤差放大器產(chǎn)生與兩個電壓之差成正比的誤差信號。
- 振蕩器：這是一個內(nèi)部定時器，可生成設(shè)置 PWM 波形開關(guān)頻率的時鐘信號。頻率可以通過外部電阻器和電容器來設(shè)置。
- 控制電路：這包括實現(xiàn) PWM 控制算法的邏輯，從誤差放大器獲取誤差信號和振蕩器的時鐘信號以生成 PWM 波形。
SG3525 還具有多種特性，例如軟啟動、欠壓鎖定和過流保護(hù)，使其適用于要求苛刻的應(yīng)用。通過調(diào)整誤差放大器、振蕩器和控制電路的參數(shù)，SG3525 可用于控制負(fù)載的輸出電壓、電流或功率，使其成為許多電源控制應(yīng)用的多功能且經(jīng)濟(jì)高效的解決方案。有關(guān)詳細(xì)信息，請參閱 SG3525 數(shù)據(jù)表。
SG3525 PWM逆變電路的設(shè)計
SG3525可以控制逆變器的輸出電壓。它還可用于驅(qū)動連接到變壓器的 MOSFET IRF520。兩個 MOSFET 都用作低側(cè)連接。SG3525 有一個內(nèi)置的 圖騰柱電路(Totem Pole Circuit) 來驅(qū)動低端連接的 MOSFET。圖騰柱是一種輸出驅(qū)動電路，用于將一個電平的電壓轉(zhuǎn)換為另一個電平的電壓。
引腳 1 和 2 是板載誤差放大器的輸入。當(dāng)反相輸入（引腳 1）上的電壓大于同相輸入（引腳 2）上的電壓時，占空比會降低。當(dāng)同相輸入（引腳 2）上的電壓大于反相輸入（引腳 1）上的電壓時，占空比增加。
PWM 的頻率取決于定時電容和定時電阻。定時電容器 (CT) 連接在引腳 5 和地之間。定時電阻 (RT) 連接在引腳 6 和地之間。引腳 5 和 7 (RD) 之間的電阻決定了死區(qū)時間。頻率通過以下關(guān)系與 RT、CT 和 RD 相關(guān)：
RT 必須在 2kΩ 到 150kΩ 的范圍內(nèi)。CT 必須在 1nF 至 0.2µF 的范圍內(nèi)。振蕩器頻率必須在 100Hz 至 400kHz 范圍內(nèi)。如果您希望將其用于 50Hz 逆變器，則需要 50Hz 的驅(qū)動信號。因此，振蕩器頻率必須為 100Hz。連接在引腳 8 和地之間的電容提供軟啟動功能。電容越大，軟啟動時間越長。
引腳 16 是電壓參考部分的輸出。該參考通常用于為誤差放大器提供參考電壓以設(shè)置反饋參考電壓。引腳 15 是 VCC——SG3525 運行的電源電壓。VCC 必須在 8V 到 35V 的范圍內(nèi)。
引腳 11 和 14 是從中獲取驅(qū)動信號的輸出。它們是 SG3525 內(nèi)部驅(qū)動級的輸出，可用于直接驅(qū)動 MOSFET 和 IGBT。它們具有 100mA 的連續(xù)額定電流和 500mA 的峰值額定電流。引腳 10 關(guān)閉。當(dāng)此引腳為低時，PWM 啟用。當(dāng)此引腳為高電平時，PWM 鎖存器立即設(shè)置。
注意：該電路能夠產(chǎn)生 300W 的 PWM 輸出。為此使用 75NF75 MOSFET。75NF75 MOSFET 的最大功率為 300 W。因此您需要 12-0-12V 的電源變壓器，額定電流為 3 安培或 5 安培。在這種情況下，電源應(yīng)為 12V、5A。
Gerber & PCB
使用 EasyEDA 繪制的 PCB 如下：
電路組裝
面包板上組裝的電路如下：
組裝好元件后，可以在輸出端連接一個12-0-12變壓器。要獲得高達(dá) 300W 的功率，請使用額定電流為 5A 的 12V 變壓器。
在輸入端連接一個 12V，7A 鉛酸電池以獲得最大功率。您可以嘗試使用 11.1V 鋰聚合物電池或具有類似值的任何其他電源。
測試
現(xiàn)在讓我們測試 SG3525 逆變器電路。要對其進(jìn)行測試，請在變壓器的輸出端連接上一個負(fù)載，例如燈泡、CFL 或交流風(fēng)扇。
燈泡發(fā)光，風(fēng)扇立即打開。您可以嘗試使用額定功率更高的其他負(fù)載。
使用萬用表，您可以測試輸入和輸出的電壓。在輸入端，它顯示的電池電壓接近為 12V，在變壓器的輸出端，它顯示的電壓為 220V。
逆變器需要足夠的電池容量，因為電池的功耗會很大。對于測試，您可以使用鋰聚合物電池或鋰離子電池，但對于實際應(yīng)用，請使用 12V、7Ah 鉛酸電池。也可以通過調(diào)整PCB板上的50K微調(diào)電位器來調(diào)整逆變器的輸出電壓。
300W 逆變器的一些常見應(yīng)用包括在車輛中運行小型電器、在停電期間為燈或設(shè)備供電，或者作為戶外活動或露營的備用電源。