方波逆變器的制作方法

本文依據逆變電源的基本原理，利用對現有資料的分析推導，提出了一種方波逆變器的制作方法并加以調試。

　　1系統基本原理

　　本逆變電源輸入端為蓄電池(+12V，容量90A·h)，輸出端為工頻方波電壓(50Hz，310V)。其結構框圖如圖1所示。

　　目前，構成DC/AC逆變的新技術(shù)很多，但是考慮到具體的使用條件和成本以及可靠性，本電源仍然采用典型的二級變換，即DC/DC變換和DC/AC逆變。首先由DC/DC變換將DC 12V電壓逆變?yōu)楦哳l方波，經(jīng)高頻升壓變壓器升壓，再整流濾波得到一個(gè)穩定的約320V直流電壓;然后再由DC/AC變換以方波逆變的方式，將穩定的直流電壓逆變成有效值稍大于220V的方波電壓;再經(jīng)LC工頻濾波得到有效值為220V的50Hz交流電壓，以驅動(dòng)負載。

　　2DC/DC變換

　　由于變壓器原邊電壓比較低,為了提高變壓器的利用率,降低成本,DC/DC變換如圖2所示，采用推挽式電路，原邊中心抽頭接蓄電池，兩端用開(kāi)關(guān)管控制，交替工作，可以提高轉換效率。而推挽式電路用的開(kāi)關(guān)器件少,雙端工作的變壓器的體積比較小,可提高占空比,增大輸出功率。

　　雙端工作的方波逆變變壓器的鐵心面積乘積公式為

　　AeAc=Po(1+η)/(ηDKjfKeKcBm)(1)

　　式中：Ae(m2)為鐵心橫截面積;

　　Ac(m2)為鐵心的窗口面積;

　　Po為變壓器的輸出功率;

　　η為轉換效率;

　　δ為占空比;

　　K是波形系數;

　　j(A/m2)為導線(xiàn)的平均電流密度;

　　f為逆變頻率;

　　Ke為鐵心截面的有效系數;

　　Kc為鐵心的窗口利用系數;

　　Bm為最大磁通量。

　　變壓器原邊的開(kāi)關(guān)管S1和S2各采用IRF32055只并聯(lián)，之所以并聯(lián)，主要是因為在逆變電源接入負載時(shí)，變壓器原邊的電流相對較大，并聯(lián)可以分流，可有效地減少開(kāi)關(guān)管的功耗，不至于造成損壞。

　　PWM 控制電路芯片SG3524，是一種電壓型開(kāi)關(guān)電源集成控制器,具有輸出限流,開(kāi)關(guān)頻率可調,誤差放大,脈寬調制比較器和關(guān)斷電路,其產(chǎn)生PWM方波所需的外圍線(xiàn)路很簡(jiǎn)單。當腳11與腳14并聯(lián)使用時(shí),輸出脈沖的占空比為0～95%,脈沖頻率等于振蕩器頻率的1/2。當腳10(關(guān)斷端)加高電平時(shí),可實(shí)現對輸出脈沖的封鎖,與外電路適當連接,則可以實(shí)現欠壓、過(guò)流保護功能。利用SG3524內部自帶的運算放大器調節其輸出的驅動(dòng)波形的占空比D，使 D>50%，然后經(jīng)過(guò)CD4011反向后，得到對管的驅動(dòng)波形的D50%，這樣可以保證兩組開(kāi)關(guān)管驅動(dòng)時(shí)，有共同的死區時(shí)間。