CN2333118Y - 直流转正弦波式交流电源转换控制装置 - Google Patents

Abstract

一种直流转正弦波式交流电源转换控制装置,其结构特征:由升压电路、正弦波产生电路、PWM波产生电路、驱动模组、MOSFET输出电路、滤波电路、保护电路构成一完整的直/交流电源转换控制装置;将MOSFET以全桥方式作输出,使该电路可确保电路运行安全性,且可输出正弦波式交流电。

Description

直流转正弦波式交流电源转换控制装置

本实用新型涉及一种直流转正弦波式交流电源转换控制装置，特别适合于应用在直流到交流转换器的控制、产生及保护的模组结构保护电路。

一般的「直流到交流转换器」，即为一种简易的不断电系统，是由蓄电池或其他直流电源供应器供应转换器电源，为根据PWM(脉宽调制)电路所产生的A相、B相交替驱动功率晶体管再串接中间输出变压器，输出交流电力供外部动力使用，其输出的交流电波形为方波(MODIFY SINEWAVE或WAVE SQUARE)。其中，该PWM电路与A、B相驱动电路，在驱动功率晶体管过程中，可能发生下列的异常现象：

A相、B相同时为正，使A、B相磁场相互冲突，电流暴增，功率晶体管烧毁。

A相正常，B相不动作，或A相不动作，B相正常。严重偏磁，驱动电流大增，有可能烧毁功率晶体管。

A相、B相中，有其中一相脉宽过长，或长时间为正，或平常都为正。导致矽钢片电磁铁化，线圈电感量全失，电流暴增，功率晶体管烧毁。

A、B相所产生的方波亦会产生一相当强度的电磁波，此电磁波会干扰其他周边电器，例如：电视机上会产生斜纹干扰。

由于上述可知，该异常现象易引发灾害，很不理想。因此，如何将上述已公开使用的「直流到交流转换器」存在的缺点加以改进，而提供一种直流转正弦波式交流电源转换控制装置，由警示装置监测交流输出的正常与否，假若输出超出负载，即形成短路而使整个电路不动作，保护功率晶体管，使其不会因异常输出，造成功率晶体管与家庭电源相同且无电磁干扰问题，确为本实用新型所欲解决的难题。

本实用新型的主要目的是提供一种具有保护功率晶体管，使其不易烧毁的直流转正弦波式交流电源转换控制装置。

本实用新型是这样实现的：其主要包括有：一升压电路、一正弦波产生电路、一PWM波产生电路、一驱动模组、一MOSFET输出电路、一滤波电路、一保护电路以及一反馈电路；其中，该正弦波产生电路连接至PWM波产生电路，而PWM波产生电路则与驱动模组相连接，另该升压电路与驱动模组连接至MOSFET输出电路集成电路的输入端，其输出端则连接至保护电路及反馈电路，藉此；以升压电路、正弦波产生电路、PWM产生电路、同时配合驱动模组及MOSFET输出电路配合滤波电路做滤波后，输出60HZ或50HZ的正弦波以完成直/交流电压的转换，该输出也配合反馈电路反馈部份信号至正弦波产生电路，使其产生完整的正弦波信号，而保护电路亦随时监测输出端是否有超出负载。

本实用新型的特点是：以升压电路、正弦波产生电路、PWM产生电路、驱动模组、全桥式MOSFET做输出，并搭配保护电路及反馈电路做正确有效的控制，使直流电压转换成正弦波式(PURE SINE WAVE)交流电压更具安全性。

下面结合附图及实施例，详细说明本实用新型。

图1是本实用新型的电路图；

图2是本实用新型的简单流程图；

图3是本实用新型的升压电路图；

图4是本实用新型的正弦波产生电路图；

图5是本实用新型的PWM波产生电路图；

图6是本实用新型的PWM产生集成电路输出端A、B的波形图；

图7是本实用新型的OPA运算放大器输出C、D的波形图；

图8是本实用新型的驱动模组电路图；

图9是本实用新型的MOSFET输出电路图；

图10是本实用新型的保护电路图；

图11是本实用新型的反馈电路图；

图12是本实用新型的暖机电路图；

图13是本实用新型的滤波电路图。

参见图1，本实用新型是由升压电路1、正弦波产生电路2、PWM波产生电路3、驱动模组4、MOSFET输出电路5、保护电路6、反馈电路7、暖机电路8及滤波电路9所构成，其中；

一升压电路1，将输入的低直流电压升高至220V的高电压；

一正弦波产生电路2，以产生一正弦波；

一PWM波产生电路3，以其所产生的三角波与上述正弦波做比较；

一驱动模组4，用以驱动全桥式NOSFET输出电路5；

一MOSFET输出电路5，以全桥方式作输出，使输出的PWM波带有正弦波形；

一保护电路6，以测出是否超出负载及输入直流电压是否过高或太低；

一反馈电路7，使正弦波产生电路2产生稳定的正弦波；

一暖机电路8，当PWM集成电路正常动作后，再启动MOSFET工作以达保护目的；

一滤波电路9，滤掉PWM高频波形，输出50HZ或60HZ的正弦波。

如图2所示，输入的直流电经由升压电路1升压，将DC12V升为DC220V，同时，正弦波产生电路2产生一正弦波，该正弦波进入PWM波产生电路3，此时暖机电路8会在待机状态，当PWM工作正常后，再启动MOSFET工作以达保护目的；此时的PWM产生电路3本身所产生的三角波与正弦波做比较而得到PWM波，该PWM波再经过驱动模组4来驱动全桥式的MOSFET输出电路5，该MOSFET输出电路5则输出一带正弦波的PWM波且经由滤波电路9之后，即可得一110V的交流电，该110V交流电中的一小部份再经由反馈电路7反馈至正弦波产生电路2之中，当输出端超出负载时，保护电路6即启动使驱动模组4与MOSFET输出电路5处于不导通的待机状态，须使升压电路回升至DC220V时，该电路才能完整运行。

参见图3至图13所示的本实用新型其余各电路的详细组成及其具体电路，其中：

该升压电路1由十六个电阻、十一个电容、十个二极管、四个MOS场效应晶体管、三个晶体管、一个升压集成电路11及一个变压器12所组成，作用上可将输入的12V电压升高至220V。

该正弦波产生电路2由二个OPA运算放大器21,22、二个二极管、九个电阻、一个可变电阻、三个电容以及一波形选择开关23所组成，构成一只需要供应DC功率及有正反馈的振荡器，即能振荡出所选择的信号(如50HZ或60HZ的正弦波)。

该PWM产生电路3是由十个电阻、一个可变电阻、九个电容、一个二极管、一齐纳二极管、二个OPA运算放大器31,32及一个PWM产生集成电路33所构成，是由正弦波产生电路2所产生的正弦波与PWM产生集成电路33本身所产生的三角波做比较，从而产生两个不同电位的PWM波相(如图6所示)，一个是高电位、一个是低电位，二种电位经由OPA运算放大器31、32处理后则可得到如图7的波形。

该驱动模组4是由八个晶体管及四个电容所构成，将PWM产生电路3二端输出的波形，分别通过两晶体管组成的放大器而将其趋分成四个输出端E、F、G、H。

该MOSFET输出电路5是由六个MOS场效应晶体管(metal-oxide-semiconductor field effict transistor)、十七个电阻、十个二极管、十三个电容、四个齐纳二极管、一个电感以及七个二极管、十三个电容、四个齐纳二极体、一个电感以及七个集成电路所组成，由驱动模组4的四个输出端E、F、G、H输入信号，经过由全桥式的MOS场效应晶体管将带有正弦波波形的PWM波输出，再经过由一个电感91、四个电容及一个电阻所构成的滤波电路9滤波后，即形成110伏特的交流电输出。

该反馈电路7是由一个电阻、四个电容以及两个OPA运算放大器71、72所组成，将部份MOSFET输出电路5的输出信号反馈至正弦波产生电路2，使正弦波产生电路2产生稳定的正弦波。

该保护电路6是由八个OPA放大器、四个晶体管、二十七个电阻、十二个电容、十个二极管、两个集成电路、两个LED发光二极管以及一个BZ12(警示产生器)61所构成，如输出端的输出超出负载，该保护电路6即启动，使驱动模组4及MOSFET输出电路5不导通而保持在待机状况，需等升压电路1再次升至220V，方能重新动作。

而上述的待机状况是指暖机电路8，其由二个晶体管81、82、五个电容、五个电阻、三个二极管及一个齐纳二极管所构成。

Claims (1)

1. 一种直流转正弦波式交流电源转换控制装置，其特征在于：主要包括有：

   一升压电路，将输入的低直流电压增压为高直流电压；

   一正弦波产生电路，用以产生正弦波；

   一PWM波产生电路，以供本身所产生的三角波与正弦波做比较；

   一驱动模组，用以驱动全桥式NOSFET输出电路；

   一MOSFET输出电路，以全桥方式作输出，使输出的PWM波带有正弦的波形；

   一保护电路，以测出是否超出负载及输入直流电压是否过低或太高；

   一反馈电路，以供正弦波产生电路产生稳定的正弦波；

   一滤波电路，使用LC方式滤波，共用一个电感作滤波；

   一暖机电路，确认PWM波集成电路正常动作后，再启动MOSFET工作，以达保护目的；

   其中，该正弦波产生电路连接至PWM波产生电路，而PWM波产生电路则与驱动模组相连接，另外，该升压电路与驱动模组连接至MOSFET输出电路集成电路的输入端，其输出端则连接至保护电路及反馈电路，藉此；以升压电路、正弦波产生电路、PWM产生电路、同时配合驱动模组及MOSFET输出电路配合滤波电路做滤波后，输出60HZ或50HZ的正弦波适于完成直/交流电压的转换，该输出配合反馈电路反馈部份信号至正弦波产生电路，使其产生完整的正弦波信号，而保护电路也随时监测输出端是否有超出负载。

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