CN102843057A - 可调输出功率直流逆变器 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种可调输出功率直流逆变器。该直流逆变器由12V直流电源、多谐振荡电路、脉宽调制电路、电压比较电路、推挽功率放大电路、升压电路及矩形波电压整形电路组成，其特征是所述的多谐振荡电路中的脉宽调制振荡电路IC1选用的型号为SG3524。直流逆变器是独立于市电电网之外的一种备用电源，本发明所述的可调输出功率直流逆变器适合于通用照明设备、电脑、电子仪器等设备，可作为供电线路短时间停电时的临时应急电源，亦适用于各种公共场所的应急照明或消防应急电源。本发明的特点是电路结构简单、外围元件少、转换效率高、在额定功率范围内温升小、输出功率可达400W，通过外接电位器调制脉宽可调整逆变器的输出功率。
Description
技术领域
本发明属于电子和应急电源技术领域，是关于一种可调输出功率直流逆变器。
背景技术
晚上供电一旦中断，将会给人们的正常工作、生活和学习带来很大麻烦。直流逆变器是一种独立于市电电网之外的备用电源，用蓄电池作为电源应用逆变技术制作的逆变器，应对供电线路临时停电比较现实可行。
本发明所述的可调输出功率直流逆变器适合于通用照明设备、电脑、电子仪器等用电设备，可作为供电线路短时间停电时的临时应急电源，亦适用于各种公共场所的应急照明或消防应急电源。
本发明的特点是电路结构简单、外围元件少、转换效率高、在额定功率范围内温升小、输出功率可达400W，通过外接电位器调制脉宽可调整逆变器的输出功率。
以下详细说明本发明所述的可调输出功率直流逆变器在实施过程中所涉及的有关技术内容。
发明内容
发明目的及有益效果：直流逆变器是独立于市电电网之外的一种备用电源，用蓄电池作为电源应用逆变技术制作的逆变器，应对供电线路临时停电比较现实可行。本发明所述的可调输出功率直流逆变器适合于通用照明设备、电脑、电子仪器等用电设备，可作为供电线路短时间停电时的临时应急电源，亦适用于各种公共场所的应急照明或消防应急电源。
本发明的特点是电路结构简单、外围元件少、转换效率高、在额定功率范围内温升小、输出功率可达400W，通过外接电位器调制脉宽可调整逆变器的输出功率。
电路工作原理：可调功率直流逆变器是将蓄电池的12V电压逆变成为频率为50～100Hz、220V矩形波电压。
该逆变器由脉宽调制振荡电路IC1（SG3524）和相关元件构成多谐振荡电路，电路振荡频率为50～100Hz，在脉宽调制振荡电路IC1第9脚通过外接线性电位器进行脉宽调制，从而实现控制输出功率，；在脉宽调制振荡电路IC1第2脚外接电压比较电路，可以稳定输出矩形波电压。由脉宽调制振荡电路IC1的第11脚和第14脚两个输出端直接驱动由N沟道增强型场效应管VT1～VT2组成的推挽功率放大电路，由升压变压器T输出220V矩形波电压；升压变压器T的输出端接入电容C3，用于矩形波电压的整形。
技术方案：可调输出功率直流逆变器，它由12V直流电源、多谐振荡电路、脉宽调制电路、电压比较电路、推挽功率放大电路、升压电路及矩形波电压整形电路组成，其特征包括：
多谐振荡电路：它由脉宽调制振荡电路IC1、电阻R2、电阻R4和电阻R6、电容C2组成，脉宽调制振荡电路IC1选用的型号为SG3524，脉宽调制振荡电路IC1的第1脚经过电阻R2接电路地GND，脉宽调制振荡电路IC1的第4脚、第5脚和第8脚接电路地GND，脉宽调制振荡电路IC1的第6脚经过电阻R6接电路地GND，脉宽调制振荡电路IC1的第7脚通过电容C2接电路地GND，脉宽调制振荡电路IC1的第12脚和第13脚接电阻R4的一端，电阻R4的另一端和脉宽调制振荡电路IC1的第15脚接电路正极VCC；
脉宽调制电路：它由电阻R1、电解电容C1和线性电位器RP组成，脉宽调制振荡电路IC1的第9脚与线性电位器RP的一端、电阻R1的一端和电解电容C1的负极相连，脉宽调制振荡电路IC1的第1脚接电解电容C1的正极，线性电位器RP的另一端及其活动端接电路地GND，电阻R1的另一端接电路正极VCC；
电压比较电路：它由电阻R3和电阻R5组成，脉宽调制振荡电路IC1的第2脚接电阻R3的一端和电阻R5的一端，电阻R3的另一端接电路地GND，电阻R5的另一端接脉宽调制振荡电路IC1的第16脚；
推挽功率放大电路：脉宽调制振荡电路IC1的第14脚接N沟道增强型场效应管VT1的栅极，N沟道增强型场效应管VT1的漏极接升压变压器T初级线圈L1的同名端，升压变压器T初级线圈L1的异名端和升压变压器T初级线圈L2的同名端接电路正极VCC，脉宽调制振荡电路IC1的第11脚接N沟道增强型场效应管VT2的栅极，N沟道增强型场效应管VT2的漏极接升压变压器T初级线圈L2的异名端，N沟道增强型场效应管VT1的源极和N沟道增强型场效应管VT2的源极接电路地GND；
升压电路及矩形波电压整形电路：它由升压变压器T升压线圈L3、电容C3和220V电源插座CZ组成，升压变压器T升压线圈L3的两端分别接在电容C3和220V电源插座CZ的两端。
12V直流电源正极接电路正极VCC，12V直流电源负极与电路地GND相连。
附图说明
附图1是本发明提供一个可调输出功率直流逆变器的实施例电路工作原理图；附图1中升压变压器T初级线圈上标注的黑点为初级线圈的同名端。
具体实施方式
按照附图1所示可调输出功率直流逆变器的电路工作原理图和附图说明，并且按照发明内容所述电路中元器件之间的连接关系，以及实施方式中所述的元器件技术参数要求进行实施即可实现本发明。
元器件的选择及其技术参数
IC1为脉宽调制振荡电路，选用的型号是SG3524；
VT1～VT2为N沟道增强型场效应管，选用的型号为IRF1010，要求技术参数为50V、50A，封装形式TO-220；
电阻选用1/4W的金属膜电阻，电阻R1的阻值为4.7kΩ；电阻R2的阻值为100kΩ；电阻R3的阻值为10kΩ；电阻R4阻值为2kΩ；电阻R5阻值为15kΩ；电阻R6的阻值为57kΩ；
RP为线性电位器，其阻值为22kΩ；
C1为电解电容，容量为0.33μF/25V；C2为涤纶电容，容量为0.1μF；C3为涤纶电容，容量为0.1～0.15μF/500V；
12V直流电流源，选用两组12V、20AH免维护蓄电池；
CZ为220V/6A电源插座。
电路制作要点、电路调试及使用
1.升压变压器T的制作：升压变压器T的磁芯选用EI型铁氧体磁芯或环型磁芯，选用普通EI型或FF型硅钢片为铁芯，其电源转换效率要降低一些；硅钢片的铁芯尺寸为40mm×40mm，初级线圈L1用￠0.35mm漆包线（29号）10股绕制30匝，初级线圈L2用￠0.35mm10股绕制30匝, 升压线圈L3用0.85mm漆包线（21号）绕制550～600匝；线圈框架可用1mm厚的硬卡纸制作，并注意初级线圈L1、初级线圈L2同名端的标注；本发明电路的振荡频率最高可达200Hz；当振荡频率为200Hz时，升压变压器T的尺寸和初级线圈和升压绕线圈的匝数可以适量减少；
2.脉宽调制震荡电路IC1的第7脚、第6脚所接电阻和电容的参数决定着电路的振荡频率；
3.N沟道增强型场效应管VT1～VT2为大功率元件，使用须加装适当尺寸的散热器；
4.在220V电源插座CZ中接上300W的负载，电路接通12V直流电源后可听到吱吱响声，说明多谐振荡电路已经起振；若多谐振荡电路没有起振，可将初级线圈L1或者初级线圈L2的两端对调即可；
5.线性电位器RP可调整电路的振荡频率，适当提高多谐振荡电路的振荡频率，则有利于提高逆变器的转换效率，但要求振荡频率≤55Hz，否则可能影响用电设备的安全；
6.两组12V、20AH免维护蓄电池并联供电，该直流逆变器满负荷的工作时间大于1小时；
7.若需要进一步增加输出功率，只要在N沟道增强型场效应管VT1～VT2上分别并接1只技术参数一致的N沟道增强型场效应管即可。
Claims (2)
1.一种可调输出功率直流逆变器，它由12V直流电源、多谐振荡电路、脉宽调制电路、电压比较电路、推挽功率放大电路、升压电路及矩形波电压整形电路组成，其特征包括：
所述的多谐振荡电路由脉宽调制振荡电路IC1、电阻R2、电阻R4和电阻R6、电容C2组成，脉宽调制振荡电路IC1选用的型号为SG3524，脉宽调制振荡电路IC1的第1脚经过电阻R2接电路地GND，脉宽调制振荡电路IC1的第4脚、第5脚和第8脚接电路地GND，脉宽调制振荡电路IC1的第6脚经过电阻R6接电路地GND，脉宽调制振荡电路IC1的第7脚通过电容C2接电路地GND，脉宽调制振荡电路IC1的第12脚和第13脚接电阻R4的一端，电阻R4的另一端和脉宽调制振荡电路IC1的第15脚接电路正极VCC；
所述的脉宽调制电路由电阻R1、电解电容C1和线性电位器RP组成，脉宽调制振荡电路IC1的第9脚与线性电位器RP的一端、电阻R1的一端和电解电容C1的负极相连，脉宽调制振荡电路IC1的第1脚接电解电容C1的正极，线性电位器RP的另一端及其活动端接电路地GND，电阻R1的另一端接电路正极VCC；
所述的电压比较电路由电阻R3和电阻R5组成，脉宽调制振荡电路IC1的第2脚接电阻R3的一端和电阻R5的一端，电阻R3的另一端接电路地GND，电阻R5的另一端接脉宽调制振荡电路IC1的第16脚；
所述的推挽功率放大电路中脉宽调制振荡电路IC1的第14脚接N沟道增强型场效应管VT1的栅极，N沟道增强型场效应管VT1的漏极接升压变压器T初级线圈L1的同名端，升压变压器T初级线圈L1的异名端和升压变压器T初级线圈L2的同名端接电路正极VCC，脉宽调制振荡电路IC1的第11脚接N沟道增强型场效应管VT2的栅极，N沟道增强型场效应管VT2的漏极接升压变压器T初级线圈L2的异名端，N沟道增强型场效应管VT1的源极和N沟道增强型场效应管VT2的源极接电路地GND；
所述的升压电路及矩形波电压整形电路由升压变压器T升压线圈L3、电容C3和220V电源插座CZ组成，升压变压器T升压线圈L3的两端分别接在电容C3和220V电源插座CZ的两端。
2.根据权利要求1所述的可调输出功率直流逆变器，其特征是：12V直流电源正极接电路正极VCC，12V直流电源负极与电路地GND相连。
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2012
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