DC AC逆变器的制作
DC AC逆变器的制作
此DC AC逆变器由MOS场效应管,普通电源变压器构成。其输出功率取决于MOS场效应管和电源变压器的功率,免除了烦琐的变压器绕制,适合电子爱好者业余制作中采用。下面介绍该逆变器的工作原理及制作过程。
工作原理
这里我们将详细介绍这个逆变器的工作原理。
方波信号发生器(见图3)
这里采用六反相器 CD4069构成方波信号发生器。电路中 R1是补偿电阻,用于改善由于电源电压的变化而引起的振荡频率不稳。电路的振荡是通过电容 C1充放电完成的。其振荡频率为 f=1/2.2RC。图示电路的最大频率为: fmax=1/2.2×3.3×103×2.2×10-6=62.6Hz;
最小频率 fmin=1/2.2×4.3×103×2.2×10-6=48.0Hz。由于元件的误差,实际值会略有差异。其它多余的反相器,输入端接地避免影响其它电路。
场效应管驱动电路
这里采用六反相器 CD4069构成方波信号发生器。电路中R1是补偿电阻,用于改善由于电源电压的变化而引起的振荡频率不稳。电路的振荡是通过电容 C1充放电完成的。其振荡频率为 f=1/2.2RC。图示电路的最大频率为:fmax=1/2.2×3.3×103×2.2×10-6=62.6Hz;
最小频率 fmin=1/2.2×4.3×103×2.2×10-6=48.0Hz。由于元件的误差,实际值会略有差异。其它多余的反相器,输入端接地避免影响其它电路。
场效应管驱动电路
由于方波信号发生器输出的振荡信号电压最大振幅为
0~5V,为充分驱动电源开关电路,这里用 TR1、TR2将振荡信号电压放大至0~12V。如图4所示。
制作要点
电路板见图
11。所用元器件可参考图
12。逆变器用的变压器采用次级为 12V、电流为 10A、初级电压为 220V的成品电源变压器。
P沟道 MOS场效应管(2SJ471)最大漏极电流为30A,在场效应管导通时,漏-源极间电阻为25毫欧。此时如果通过 10A电流时会有 2.5W的功率消耗。
N沟道 MOS场效应管(2SK2956)最大漏极电流为50A,场效应管导通时,漏-源极间电阻为7毫欧,此时如果通过10A电流时消耗的功率为0.7W。由此我们也可知在同样的工作电流情况下,2SJ471的发热量约为2SK2956的4倍。所以在考虑散热器时应注意这点。图13展示本文介绍的逆变器场效应管在散热器(100mm×100mm×17mm)上的位置分布和接法。尽管场效应管工作于开关状态时发热量不会很大,出于安全考虑这里选用的散热器稍偏大
逆变器的性能测试 测试电路见图
14。这里测试用的输入电源采用内阻低、放电电流大(一般大于100A)的 12V汽车电瓶,可为电路提供充足的输入功率。测试用负载为普通的电灯泡。测试的方法是通过改变负载大小,并测量此时的输入电流、电压以及输出电压。其测试结果见电压、电流曲线关系图(图 15a)。可以看出,输出电压随负荷的增大而下降,灯泡的消耗功率随电压变化而改变。我们也可以通过计算找出输出电压和功率的关系。但实际上由于电灯泡的电阻会随受加在两端电压变化而改变,并且输出电压、电流也不是正弦波,所以这种的计算只能看作是估算。以负载为 60W的电灯泡为例:
假设灯泡的电阻不随电压变化而改变。因为R灯 =V2/W=2102/60=735Ω,所以在电压为208V时, W=V2/R=2082/735=58.9W。由此可折算出电压和功率的关系。通过测试,我们发现当输出功率约为 100W时,输入电流为 10A。此时输出电压为 200V。
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