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正弦波逆变器原理图

作者:dolphin时间:2012-07-30

正弦波逆变器原理图,有方波输出和正弦波输出的。方波输出的逆变器效率高,但对于都是为正弦波电源设计的电器来说,使用总是不放心,虽然可以适用于许多电器,但部分电器就不适用,或用起来电器的指标会变化。正弦波输出的逆变器就没有这方面的缺点,却存在效率低的缺点。为此笔者设计了一款高效率正弦波逆变器,其电路如图1。

该电路用12V电池供电。先用一片倍压模块倍压为运放供电。可选取ICL7660或MAX1044。运放1产生50Hz正弦波作为基准信号。运放2作为反相器。运放3和运放4作为迟滞比较器。其实运放3和开关管1构成的是比例开关电源。运放4和开关管2也同样。它的开关频率不稳定。在运放1输出信号为正相时,运放3和开关管工作。这时运放2输出的是负相。这时运放4的正输入端的电位(恒为0)总比负输入端的电位高,所以运放4输出恒为1,开关管关闭。在运放1输出为负相时,则相反。这就实现了两开关管交替工作。

下面论述一下开关管是怎么工作的。当基准信号比检测信号,也即是运放3或4的负输入端的信号比正输入端的信号高一微小值时,比较器输出0,开关管开,随之检测信号迅速提高,当检测信号比基准信号高一微小值时,比较器输出1,开关管关。这里要注意的是,在电路翻转时比较器有个正反馈过程,这是迟滞比较器的特点。比如说在基准信号比检测信号低的前提下,随着它们的差值不断地靠近,在它们相等的瞬间,基准信号马上比检测信号高出一定值。这个“一定值”影响开关频率。它越大频率越低。这里选它为0.1~0.2V。

C3,C4的作用是为了让频率较高的开关续流电流通过,而对频率较低的50Hz信号产生较大的阻抗。C5由公式:50= 算出。L一般为70H,制作时最好测一下。这样C为0.15μ 左右。 R4与R3的比值要严格等于0.5,大了波形失真明显,小了不能起振,但是宁可大一些,不可小。开关管的最大电流为:I==25A 。

这里较详细的讨论一下L1,L2的选值。把负载电等效回变压器的输入端,其电路为图2。

考虑到开关频率比50Hz大得多,在开关从开到关的过程,可以把变压器的电压看成是不变的。则电源通过L输出的能量为:W=∫Uccdt=t

忽略一切不理想损耗,此能量应等于负载消耗能量。上式的平均功率为:P==t

我们希望在Ucc-U接近于某一小值时,电池能以较高的开关频率并符合要求地向变压器供电。这个“某一小值”这里取0.5V,频率取5kHz。当Ucc-U0.5V,开关管将较长时间开着(这是相对来说的)。如果需要这个电源的最大输出功率为150W,那么负载电阻为322.7Ω ,折算到变压器输入端为:0.48 Ω。

∴负载此时的瞬时功率为:P==276W
∴P=×=276
∴L=2.2μH

可以看出L值很小,对开关管不利,并且输出有削峰。制作时可以增加L值,但最大输出功率会减少。解决这一问题的最好方法是,用16V电源供电,还用8.5V变压器(峰值为12V),和峰值为12V的基准信号,但这时的电路需要改动,这里就不讨论了。


关键词: 电子电路图

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