CN103746586A - 四百瓦直流逆变器 - Google Patents

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Abstract

本发明是关于一种四百瓦直流逆变器，其特征包括：12V直流电源、多谐振荡器电路、推挽功率放大电路、升压电路及方波电压输出电路；所述的多谐振荡器电路由NPN型晶体管VT1、电阻R1、电阻R2和电容C2及NPN型晶体管VT2、电阻R4、电阻R3和电容C1组成；所述的推挽功率放大电路由N沟道增强型场效应管VT3和电阻R5、N沟道增强型场效应管VT4和电阻R6及升压变压器T组成，N沟道增强型场效应管VT3～VT4选用的型号为IRFZ44；所述的升压电路及方波电压输出电路由升压变压器T升压绕组L3和220V电源插座CZ组成，升压变压器T升压绕组L3的两端分别220V电源插座CZ的两端。

Description

四百瓦直流逆变器
技术领域
本发明属于应急电源技术领域，是关于一种四百瓦直流逆变器。
背景技术
应急电源是完全独立于市电电网之外的备用电源。常用的应急电源主要有三种：独立于市电电源的发电机组，如：柴油发电机；常用线路之外的专门供电线路，俗称双回路供电；用蓄电池作为直流电源应用逆变技术制作的逆变器。实践表明：供电线路突然停电，小功率用电设备利用逆变方式临时供电现实可行。
本发明所述的四百瓦直流逆变器适用于日光灯、节能灯、电视机、笔记本电脑、电子仪器等小功率用电设备，可满足供电线路短时间停电后的应急照明，亦适用于各种小型公共场所的应急照明或消防应急电源；只是带动电风扇等电感设备稍逊色一点，表现为转速慢一些，且电机运转声音大一些。选用12V、10AH免维护蓄电池供电，该直流逆变器满负荷的工作时间大于2小时。
以下详细说明本发明所述的四百瓦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：本发明所述的四百瓦直流逆变器适用于日光灯、节能灯、电视机、笔记本电脑、电子仪器等小功率用电设备，可满足供电线路短时间停电后的应急照明，亦适用于各种小型公共场所的应急照明或消防应急电源；只是带动电风扇等电感设备稍逊色一点，表现为转速慢一些，且电机运转声音大一些。选用12V、10AH免维护蓄电池供电，该直流逆变器满负荷的工作时间大于2小时。
电路工作原理：四百瓦直流逆变器中由两只NPN型晶体管及相关元件构成多谐振荡器，它也称无稳态多谐振荡器。多谐振荡电路没有稳态，只有两个暂稳态，它不需要外加激励信号就能连续地、周期性地自行产生矩形脉冲，该脉冲是由基波和多次谐波构成，因此称为多谐振荡器。在多谐振荡器电路工作时，电路在这两个暂稳态之间自动地交替变换，由此产生矩形波脉冲信号，矩形波脉冲振荡频率为50～60Hz。
它是由两级RC藕合放大器组成，其中一级的输出藕合到另一级的输入。各级交替地导通和截止，每次只有一级导通。从电路结构上看，多谐振荡器与两级RC正弦振荡器是相似的，但实际上却不同。正弦振荡器不会进入截止状态，而多谐振荡器却会进入截止状态。这是借助RC耦合网络较长的时间常数来控制。尽管在时间上是交替的，但是这两级输出的都是矩形波。
电路启动过程：当电路刚接上12V直流电源时，两个NPN型晶体管都呈截止状态。不过，当这两个NPN型晶体管的基极电压一起上升时，由于NPN型晶体管在制造过程中不可能把每个NPN型晶体管的导通延时控制得完全一样，所以其中必然有一个NPN型晶体管抢先导通，于是电路便进入其中的一种状态。
输出的高电平交替驱动N沟道增强型场效应管VT3～VT4，将它们连接成推挽放大电路，由升压变压器T升压绕组L3的两端输出220V方波电压。
技术方案：四百瓦直流逆变器，它包括12V直流电源、多谐振荡器电路、推挽功率放大电路、升压电路及方波电压输出电路，其特征在于：
多谐振荡器电路：它由NPN型晶体管VT1、电阻R1、电阻R2和电容C2及NPN型晶体管VT2、电阻R4、电阻R3和电容C1组成，NPN型晶体管VT1的基极接电阻R1的一端和电容C2的一端，电阻R1的另一端接电路正极VCC，电容C2的另一端接NPN型晶体管VT2的集电极，NPN型晶体管VT1的集电极通过接电阻R2接电路正极VCC，NPN型晶体管VT2的基极接电阻R4的一端和电容C1的一端，电阻R4的另一端接电路正极VCC，电容C1的另一端接NPN型晶体管VT1的集电极，NPN型晶体管VT2的集电极通过接电阻R4接电路正极VCC，NPN型晶体管VT1的发射极和NPN型晶体管VT2的发射极接电路地GND；
推挽功率放大电路：它由N沟道增强型场效应管VT3和电阻R5、N沟道增强型场效应管VT4和电阻R6及升压变压器T组成，N沟道增强型场效应管VT3的栅极通过电阻R5接NPN型晶体管VT1的集电极，N沟道增强型场效应管VT4的栅极通过电阻R6接NPN型晶体管VT2的集电极，N沟道增强型场效应管VT3的漏极接升压变压器T初级绕组L1的同名端，升压变压器T初级绕组L1的异名端和升压变压器T初级绕组L2的同名端接电路正极VCC，N沟道增强型场效应管VT4的漏极接升压变压器T初级绕组L2的异名端，N沟道增强型场效应管VT3的源极和N沟道增强型场效应管VT4的源极接电路地GND；
升压电路及方波电压输出电路：它由升压变压器T升压绕组L3和220V电源插座CZ组成，升压变压器T升压绕组L3的两端分别220V电源插座CZ的两端；
12V直流电源的正极与电路正极VCC相连，12V直流电源的负极与电路地GND相连。
附图说明
附图1是本发明提供一个四百瓦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绕组上标注的小黑点表示绕组的同名端。
具体实施方式
按照附图1所示的四百瓦直流逆变器电路工作原理图和附图说明，并按照发明内容所述的各部分电路中元器件之间连接关系，以及实施方式中所述的元器件技术参数要求和电路制作要点进行实施即可实现本发明，以下结合实施例对本发明的相关技术作进一步的描述。
元器件的技术参数及其选择要求
VT1～VT2为NPN型晶体管，选用的型号为2SC9013；
VT3～VT4为N沟道增强型场效应管，选用的型号为IRFZ44；
电阻选用1/4W的金属膜电阻，电阻R1的阻值为22KΩ，电阻R2的阻值为2.2KΩ，电阻R3的阻值为2.2KΩ，电阻R4的阻值为22KΩ，电阻R5和电阻R6的阻值均为82Ω；
C1为涤纶电容，容量为0.1μF/40V；C2为涤纶电容，容量为0.1μF/40V；
12V直流电源，可选用12V、10AH免维护蓄电池；
CZ为220V电源插座，技术参数为5A/250V。
电路制作要点及电路调试
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，绕组框架可用厚度0.8mm的卡纸制作，初级绕组L1、初级绕组L2均选用￠0.8mm漆包线，绕制圈数均为45匝；升压绕组L3选用￠0.41mm漆包线，绕制圈数为700匝；注意初级绕组L1、初级绕组L2同名端的标识；要求初级绕组与升压绕组之间须衬垫绝缘材料；
因四百瓦直流逆变器间歇控制装置的电路结构比较简单，一般情况下只要选用的电子元器件性能完好，并按照说明书附图1中的元器件连接关系进行焊接，物理连接线及焊接质量经过仔细检查正确无误后，本发明的电路基本不需要进行任何调试即可正常工作；
N沟道增强型场效应管VT3～VT4为大功率元件，使用时须加装散热器；
只要选用的元器件良好，元器件焊接安装确认无误后，在220V电源插座CZ中接上100W的负载，然后接上12V直流电源后，可听到升压变压器T发出的吱吱声，这表明多谐振荡器电路已经起振；若电路没有起振，可将初级绕组L1或初级绕组L2的两端对调试之；
要求电路的振荡频率应≤60Hz，否则有可能影响到有些用电器的正常使用；
在输出空载时，220V电源插座CZ的输出电压高于250V属于正常现象。

Claims (1)

1.一种四百瓦直流逆变器，它包括12V直流电源、多谐振荡器电路、推挽功率放大电路、升压电路及方波电压输出电路，其特征在于：
所述的多谐振荡器电路由NPN型晶体管VT1、电阻R1、电阻R2和电容C2及NPN型晶体管VT2、电阻R4、电阻R3和电容C1组成，NPN型晶体管VT1的基极接电阻R1的一端和电容C2的一端，电阻R1的另一端接电路正极VCC，电容C2的另一端接NPN型晶体管VT2的集电极，NPN型晶体管VT1的集电极通过接电阻R2接电路正极VCC，NPN型晶体管VT2的基极接电阻R4的一端和电容C1的一端，电阻R4的另一端接电路正极VCC，电容C1的另一端接NPN型晶体管VT1的集电极，NPN型晶体管VT2的集电极通过接电阻R4接电路正极VCC，NPN型晶体管VT1的发射极和NPN型晶体管VT2的发射极接电路地GND；
所述的推挽功率放大电路由N沟道增强型场效应管VT3和电阻R5、N沟道增强型场效应管VT4和电阻R6及升压变压器T组成，N沟道增强型场效应管VT3～VT4选用的型号为IRFZ44，N沟道增强型场效应管VT3的栅极通过电阻R5接NPN型晶体管VT1的集电极，N沟道增强型场效应管VT4的栅极通过电阻R6接NPN型晶体管VT2的集电极，N沟道增强型场效应管VT3的漏极接升压变压器T初级绕组L1的同名端，升压变压器T初级绕组L1的异名端和升压变压器T初级绕组L2的同名端接电路正极VCC，N沟道增强型场效应管VT4的漏极接升压变压器T初级绕组L2的异名端，N沟道增强型场效应管VT3的源极和N沟道增强型场效应管VT4的源极接电路地GND；
所述的升压电路及方波电压输出电路由升压变压器T升压绕组L3和220V电源插座CZ组成，升压变压器T升压绕组L3的两端分别220V电源插座CZ的两端；
所述的12V直流电源的正极与电路正极VCC相连，12V直流电源的负极与电路地GND相连。
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