CN213027830U - 一种2000w高频逆变器 - Google Patents

Abstract

本实用新型提出了一种2000W高频逆变器，通过使用四组变压器代替现有的单个变压器，四组变压器采用原边并联副边串联架构，四组变压器输出的电压叠加输出430V高电压，容易实现输出430V的高电压，且输出的430V电压稳定，解决现有采用单个变压器实现12V升压到430V比较困难，输出的430V电压不稳定的问题；通过设置四组结构相同的RC滤波电路，平滑开关电路输出电流的纹波，滤除电流中的干扰噪声，使开关电路输出的电流更加稳定，增加电路的稳定性；通过设置滤波电路，滤除整流模块输出的高压直流信号中的交流信号，使输出的高压直流信号更加平滑稳定，进一步增加电路的稳定性。

Description

一种2000W高频逆变器

技术领域

本实用新型涉及逆变器技术领域，尤其涉及一种2000W高频逆变器。

背景技术

目前，逆变装置大多采用的是高频逆变，是将蓄电池直流电先经直流升压生成稳定的直流电，再经逆变电路转换成交流电。现有的2000W高频逆变器，采用单个变压器进行直流升压，单个变压器输入电压为12V的低电压，输出电压为430V高电压，输入输出压差高，要实现12V升压到430V比较困难，且存在输出的430V高电压不稳定的问题。

因此，为了解决上述问题，本实用新型提出了一种2000W高频逆变器，通过使用四组变压器代替现有的单个变压器，四组变压器输出的电压叠加输出 430V高电压，容易实现输出430V的高电压，且输出的430V电压稳定，解决现有采用单个变压器实现12V升压到430V比较困难，输出的430V电压不稳定的问题。

实用新型内容

有鉴于此，本实用新型提出了一种2000W高频逆变器，通过使用四组变压器代替现有的单个变压器，四组变压器输出的电压叠加输出430V高电压，容易实现输出430V的高电压，且输出的430V电压稳定，解决现有采用单个变压器实现12V升压到430V比较困难，输出的430V电压不稳定的问题。

本实用新型的技术方案是这样实现的：本实用新型提供了一种2000W高频逆变器，其包括CPU芯片、直流电源、整流模块、第一推挽升压模块和第二推挽升压模块，还包括第一变压器、第二变压器、第三变压器和第四变压器；

CPU芯片的PWM1输出端口和PWM2输出端口分别与第一推挽升压模块的输入端和第二推挽升压模块的输入端一一对应电性连接，第一推挽升压模块的输出端分别与第一变压器原边的一端、第二变压器原边的一端、第三变压器原边的一端和第四变压器原边的一端电性连接，第二推挽升压模块的输出端分别与第一变压器原边的另一端、第二变压器原边的另一端、第三变压器原边的另一端和第四变压器原边的另一端电性连接，第一变压器副边的一端与第二变压器副边的一端电性连接，第一变压器副边的另一端与第三变压器副边的一端电性连接，第三变压器副边的另一端与整流模块的第一输入端电性连接，第二变压器副边的另一端与第四变压器副边的一端电性连接，第四变压器副边的另一端与整流模块的第二输入端电性连接，整流模块的输出端输出高压直流信号，直流电源分别与第一变压器、第二变压器、第三变压器和第四变压器的中心抽头电性连接。

在以上技术方案的基础上，优选的，第一推挽升压模块包括第一推挽电路、第二推挽电路和四组结构相同的开关电路；

第一推挽电路和第二推挽电路的输入端分别与CPU芯片的PWM1输出端口电性连接，第一推挽电路和第二推挽电路的输出端分别与四组开关电路的输入端电性连接，四组开关电路的输出端分别与第一变压器原边的一端、第二变压器原边的一端、第三变压器原边的一端和第四变压器原边的一端一一对应电性连接。

更进一步优选的，第一推挽电路包括电阻R1-R2、PNP型三极管Q1和NPN 型三极管Q2；

CPU芯片的PWM1输出端口通过电阻R1分别与PNP型三极管Q1和NPN 型三极管Q2的基极电性连接，电阻R2并联在PNP型三极管Q1的基极与集电极之间，PNP型三极管Q1的集电极接地，NPN型三极管Q2的集电极与电源电性连接，NPN型三极管Q2的发射极和PNP型三极管Q1的发射极分别与第一扩流电路中四组开关电路的输入端电性连接。

在以上技术方案的基础上，优选的，还包括四组结构相同的RC滤波电路；

第一变压器、第二变压器、第三变压器和第四变压器构成的四组变压器中，每组变压器原边的两端并联一组RC滤波电路。

更进一步优选的，RC滤波电路包括电阻R70和电容C40；

第一变压器原边的一端通过依次串联的电阻R70和电容C40与第一变压器原边的另一端电性连接。

在以上技术方案的基础上，优选的，还包括滤波电路；

滤波电路的输入端与整流模块的输出端电性连接，滤波电路的输出端接地。

更进一步优选的，滤波电路包括电容C44、极性电容C45-C46和电阻R74；

整流模块的输出端分别与电容C44、极性电容C45-C46和电阻R74的一端电性连接，电容C44、极性电容C45-C46和电阻R74的另一端接地。

在以上技术方案的基础上，优选的，直流电源采用输出为12V的直流电源。

在以上技术方案的基础上，优选的，还包括反馈模块；

反馈模块的输入端与整流模块的输出端电性连接，反馈模块的输出端与 CPU芯片的反馈输入端口电性连接。

本实用新型的一种2000W高频逆变器相对于现有技术具有以下有益效果： (1)通过使用四组变压器代替现有的单个变压器，四组变压器采用原边并联副边串联架构，四组变压器输出的电压叠加输出430V高电压，容易实现输出 430V的高电压，且输出的430V电压稳定，解决现有采用单个变压器实现12V 升压到430V比较困难，输出的430V电压不稳定的问题；

(2)通过设置四组结构相同的RC滤波电路，平滑开关电路输出电流的纹波，滤除电流中的干扰噪声，使开关电路输出的电流更加稳定，增加电路的稳定性； (3)通过设置滤波电路，滤除整流模块输出的高压直流信号中的交流信号，使输出的高压直流信号更加平滑稳定，进一步增加电路的稳定性。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本实用新型的一种2000W高频逆变器的系统结构图；

图2为本实用新型的一种2000W高频逆变器中开关电路和RC滤波电路的电路图；

图3为本实用新型的一种2000W高频逆变器中第一推挽电路的电路图；

图4为本实用新型的一种2000W高频逆变器中滤波电路的电路图。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施方式，对本实用新型实施方式中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施方式仅仅是本实用新型一部分实施方式，而不是全部的实施方式。基于本实用新型中的实施方式，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施方式，都属于本实用新型保护的范围。

如图1所示，本实用新型的一种2000W高频逆变器，其包括CPU芯片、直流电源、整流模块、第一推挽升压模块、第二推挽升压模块、第一变压器、第二变压器、第三变压器、第四变压器、RC滤波电路、滤波电路和反馈模块。

CPU芯片，用于给第一推挽升压模块和第二推挽升压模块提供PWM方波脉冲信号；对反馈模块反馈的整流模块输出的高压直流信号进行检测判断，当反馈模块反馈的整流模块输出的高压直流信号大于或小于设定的阈值时，CPU 芯片通过调节输出的PWM方波脉冲信号的频率和占空比使整流模块输出的高压直流信号等于设定的阈值。CPU芯片的反馈输入端口与反馈模块的输出端电性连接，CPU芯片的PWM1输出端口和PWM2输出端口分别与第一推挽升压模块的输入端和第二推挽升压模块的输入端一一对应电性连接。优选的，本实施例中，CPU芯片选用SG3525芯片。

直流电源，用于给变压器供电，提供12V的直流电源。直流电源分别与第一变压器、第二变压器、第三变压器和第四变压器的中心抽头电性连接。优选的，本实施例中，直流电源选用蓄电池。

第一推挽升压模块，用于放大CPU芯片的PWM1输出端口输出的PWM1 方波脉冲信号；第二推挽升压模块，用于放大CPU芯片的PWM2输出端口输出的PWM2方波脉冲信号。第一推挽升压模块的输入端和第二推挽升压模块的输入端分别与CPU芯片的PWM1输出端口和PWM2输出端口一一对应电性连接，第一推挽升压模块的输出端分别与第一变压器原边的一端、第二变压器原边的一端、第三变压器原边的一端和第四变压器原边的一端电性连接，第二推挽升压模块的输出端分别与第一变压器原边的另一端、第二变压器原边的另一端、第三变压器原边的另一端和第四变压器原边的另一端电性连接。

第一推挽升压模块和第二推挽升压模块的结构可以相同也可以不同，本实施例中，设置第一推挽升压模块和第二推挽升压模块的结构相同。优选的，本实施例中，第一推挽升压模块包括第一推挽电路、第二推挽电路和四组结构相同的开关电路；第二推挽升压模块包括第三推挽电路、第四推挽电路和四组结构相同的开关电路。因此，在此只介绍第一推挽升压模块。

第一推挽电路和第二推挽电路，用于放大CPU芯片的PWM1输出端口输出的PWM1方波脉冲信号；如图2所示，V1为第一推挽电路和第二推挽电路放大后的PWM1方波脉冲信号，V2为第三推挽电路和第四推挽电路放大后的PWM2 方波脉冲信号。四组结构相同的开关电路，用作功率开关，当第一推挽电路和第二推挽电路并联叠加输出的电流V1等于开关电路的工作电流，开关电路导通，电流V1输入到四组变压器。第一推挽电路和第二推挽电路的输入端分别与 CPU芯片的PWM1输出端口电性连接，第一推挽电路和第二推挽电路的输出端分别与四组开关电路的输入端电性连接，四组开关电路的输出端分别与第一变压器原边的一端、第二变压器原边的一端、第三变压器原边的一端和第四变压器原边的一端一一对应电性连接。

第一推挽电路和第二推挽电路的结构可以相同也可以不同，本实施例中，设置第一推挽电路和第二推挽电路的结构相同，因此，在此只介绍第一推挽电路的电路结构。优选的，本实施例中，如图3所示，第一推挽电路包括电阻R1-R2、 PNP型三极管Q1和NPN型三极管Q2；CPU芯片的PWM1输出端口通过电阻 R1分别与PNP型三极管Q1和NPN型三极管Q2的基极电性连接，电阻R2并联在PNP型三极管Q1的基极与集电极之间，PNP型三极管Q1的集电极接地，NPN型三极管Q2的集电极与电源电性连接，NPN型三极管Q2的发射极和PNP 型三极管Q1的发射极分别与第一扩流电路中四组开关电路的输入端电性连接。

第一推挽电路的工作原理为：当CPU芯片的PWM1输出端口输出的PWM1 脉冲信号为低电平时，PNP型三极管Q1导通，NPN型三极管Q2截止，PNP 型三极管Q1的基极输入电流大于零且小于饱和电流，PNP型三极管Q1的集电极输出大电流V1，使输入的PWM信号放大；当CPU芯片的PWM1输出端口输出的PWM脉冲信号为高电平时，NPN型三极管Q2导通，PNP型三极管Q1截止，NPN型三极管Q2的基极输入电流大于零且小于饱和电流，NPN型三极管Q2的集电极输出大电流V1，使输入的PWM信号放大；其中，电阻R1为负载电阻，保护电路不被短路击穿，电阻R2为保护电阻，用于避免微小电流流入三极管基极时三极管误导通，防止集电极和发射极之间都会有穿透电流烧坏电路。

四组结构相同的RC滤波电路，用于平滑开关电路输出电流的纹波，滤除电流中的干扰噪声。第一变压器、第二变压器、第三变压器和第四变压器构成的四组变压器中，每组变压器原边的两端并联一组RC滤波电路。优选的，本实施例中，如图2所示，RC滤波电路包括电阻R70和电容C40；其中，电阻R70 为限流电阻，防止电容C40充电过快烧坏，电容C40是滤波电容，平滑开关电路输入的纹波电压。第一变压器原边的一端通过依次串联的电阻R70和电容C40 与第一变压器原边的另一端电性连接。

第一变压器、第二变压器、第三变压器和第四变压器，将直流电源输入的直流电压信号转化成交流电压信号，并放大交流电压信号的电压值；通过使用四组变压器代替现有的单个变压器，四组变压器采用原边并联副边串联架构，四组变压器输出的电压叠加输出430V高电压，容易实现输出430V的高电压，且输出的430V电压稳定，解决现有采用单个变压器实现12V升压到430V比较困难，输出的430V电压不稳定的问题。第一变压器原边的一端、第二变压器原边的一端、第三变压器原边的一端和第四变压器原边的一端分别与第一推挽升压模块的输出端电性连接，第一变压器原边的另一端、第二变压器原边的另一端、第三变压器原边的另一端和第四变压器原边的另一端分别与第二推挽升压模块的输出端电性连接，第一变压器副边的一端与第二变压器副边的一端电性连接，第一变压器副边的另一端与第三变压器副边的一端电性连接，第三变压器副边的另一端与整流模块的第一输入端电性连接，第二变压器副边的另一端与第四变压器副边的一端电性连接，第四变压器副边的另一端与整流模块的第二输入端电性连接，直流电源分别与第一变压器、第二变压器、第三变压器和第四变压器的中心抽头电性连接。本实施例中，如图2所示，第一变压器用T1 表示，第二变压器用T2表示，第三变压器用T3表示，第四变压器用T4表示。

整流模块，用于将第一变压器、第二变压器、第三变压器和第四变压器输出的交流信号转换为高压直流信号。整流模块的第一输入端与第三变压器副边的另一端电性连接，整流模块的第二输入端与第四变压器副边的另一端电性连接，整流模块的输出端输出高压直流信号。本实施例不涉及对整流模块的改进，因此，在此不再累述整流模块的电路结构。

滤波电路，用于滤除整流模块输出的高压直流信号中的交流信号，使输出的高压直流信号更加平滑稳定。滤波电路的输入端与整流模块的输出端电性连接，滤波电路的输出端接地。优选的，本实施例中，如图4所示，滤波电路包括电容C44、极性电容C45-C46和电阻R74；整流模块的输出端分别与电容C44、极性电容C45-C46和电阻R74的一端电性连接，电容C44、极性电容C45-C46 和电阻R74的另一端接地。其中，电容C44滤除无用高频信号，极性电容C45-C46 滤除交流信号，电阻R74为限流电阻，防止电容充电过快而烧坏。

反馈模块，用于将整流模块输出的高压直流信号反馈给CPU芯片。反馈模块的输入端与整流模块的输出端电性连接，反馈模块的输出端与CPU芯片的反馈输入端口电性连接。本实施例不涉及对反馈模块结构的改进，因此，在此不再累述反馈模块的电路结构。

本实用新型的工作原理是：CPU芯片的PWM1输出端口输出PWM1方波脉冲信号到第一推挽电路和第二推挽电路，第一推挽电路和第二推挽电路并联使输出的电流叠加，放大输入的PWM1脉冲信号；CPU芯片的PWM2输出端口输出PWM2方波脉冲信号到第三推挽电路和第四推挽电路，第三推挽电路和第四推挽电路并联使输出的电流叠加，放大输入的PWM2脉冲信号。推挽电路放大后的电流输入到开关电路，当放大的电流值等于开关电路的工作电流时，开关电路导通，输入电流到四组变压器；同时四组RC滤波电路平滑开关电路输出电流的纹波，滤除电流中的干扰噪声，使开关电路输出的电流更加稳定。直流电源，给变压器提供12V的直流电源，开关电路导通，第一变压器、第二变压器、第三变压器和第四变压器产生电磁感应，第一变压器副边的一端与第二变压器副边的一端电性连接，第一变压器副边的另一端与第三变压器副边的一端电性连接，第三变压器副边的另一端与整流模块的第一输入端电性连接，第二变压器副边的另一端与第四变压器副边的一端电性连接，第四变压器副边的另一端与整流模块的第二输入端电性连接，四组变压器组成原边并联副边串联的架构，四个变压器输出的电压叠加，叠加输出的430V的电压输入到整流模块整流输出高压直流信号；同时滤波电路滤除整流模块输出的高压直流信号中的交流信号，使输出的高压直流信号更加平滑稳定。反馈模块实时采集整流模块输出的高压直流信号并反馈给CPU芯片，当反馈模块反馈的整流模块输出的高压直流信号大于或小于设定的阈值时，CPU芯片通过调节输出的PWM方波脉冲信号的频率和占空比使整流模块输出的高压直流信号等于设定的阈值。

本实施例的有益效果为：通过使用四组变压器代替现有的单个变压器，四组变压器采用原边并联副边串联架构，四组变压器输出的电压叠加输出430V高电压，容易实现输出430V的高电压，且输出的430V电压稳定，解决现有采用单个变压器实现12V升压到430V比较困难，输出的430V电压不稳定的问题；

通过设置四组结构相同的RC滤波电路，平滑开关电路输出电流的纹波，滤除电流中的干扰噪声，使开关电路输出的电流更加稳定，增加电路的稳定性；

通过设置滤波电路，滤除整流模块输出的高压直流信号中的交流信号，使输出的高压直流信号更加平滑稳定，进一步增加电路的稳定性。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施方式而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种2000W高频逆变器，其包括CPU芯片、直流电源、整流模块、第一推挽升压模块和第二推挽升压模块，其特征在于：还包括第一变压器、第二变压器、第三变压器和第四变压器；

所述CPU芯片的PWM1输出端口和PWM2输出端口分别与第一推挽升压模块的输入端和第二推挽升压模块的输入端一一对应电性连接，第一推挽升压模块的输出端分别与第一变压器原边的一端、第二变压器原边的一端、第三变压器原边的一端和第四变压器原边的一端电性连接，第二推挽升压模块的输出端分别与第一变压器原边的另一端、第二变压器原边的另一端、第三变压器原边的另一端和第四变压器原边的另一端电性连接，第一变压器副边的一端与第二变压器副边的一端电性连接，第一变压器副边的另一端与第三变压器副边的一端电性连接，第三变压器副边的另一端与整流模块的第一输入端电性连接，第二变压器副边的另一端与第四变压器副边的一端电性连接，第四变压器副边的另一端与整流模块的第二输入端电性连接，整流模块的输出端输出高压直流信号，直流电源分别与第一变压器、第二变压器、第三变压器和第四变压器的中心抽头电性连接。

2.如权利要求1所述的一种2000W高频逆变器，其特征在于：所述第一推挽升压模块包括第一推挽电路、第二推挽电路和四组结构相同的开关电路；

所述第一推挽电路和第二推挽电路的输入端分别与CPU芯片的PWM1输出端口电性连接，第一推挽电路和第二推挽电路的输出端分别与四组开关电路的输入端电性连接，四组开关电路的输出端分别与第一变压器原边的一端、第二变压器原边的一端、第三变压器原边的一端和第四变压器原边的一端一一对应电性连接。

3.如权利要求2所述的一种2000W高频逆变器，其特征在于：所述第一推挽电路包括电阻R1-R2、PNP型三极管Q1和NPN型三极管Q2；

所述CPU芯片的PWM1输出端口通过电阻R1分别与PNP型三极管Q1和NPN型三极管Q2的基极电性连接，电阻R2并联在PNP型三极管Q1的基极与集电极之间，PNP型三极管Q1的集电极接地，NPN型三极管Q2的集电极与电源电性连接，NPN型三极管Q2的发射极和PNP型三极管Q1的发射极分别与第一扩流电路中四组开关电路的输入端电性连接。

4.如权利要求1所述的一种2000W高频逆变器，其特征在于：还包括四组结构相同的RC滤波电路；

所述第一变压器、第二变压器、第三变压器和第四变压器构成的四组变压器中，每组变压器原边的两端并联一组RC滤波电路。

5.如权利要求4所述的一种2000W高频逆变器，其特征在于：所述RC滤波电路包括电阻R70和电容C40；

所述第一变压器原边的一端通过依次串联的电阻R70和电容C40与第一变压器原边的另一端电性连接。

6.如权利要求1所述的一种2000W高频逆变器，其特征在于：还包括滤波电路；

所述滤波电路的输入端与整流模块的输出端电性连接，滤波电路的输出端接地。

7.如权利要求6所述的一种2000W高频逆变器，其特征在于：所述滤波电路包括电容C44、极性电容C45-C46和电阻R74；

所述整流模块的输出端分别与电容C44、极性电容C45-C46和电阻R74的一端电性连接，电容C44、极性电容C45-C46和电阻R74的另一端接地。

8.如权利要求1所述的一种2000W高频逆变器，其特征在于：所述直流电源采用输出为12V的直流电源。

9.如权利要求1所述的一种2000W高频逆变器，其特征在于：还包括反馈模块；

所述反馈模块的输入端与整流模块的输出端电性连接，反馈模块的输出端与CPU芯片的反馈输入端口电性连接。

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