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12V到230V电源逆变器设计

时间:04-27 来源:互联网 点击:

在电路中所用的FET应能处理55V电压、72A的电流,并且用12MΩ的RD-S( ON)来标示。当然,也可用另外型号的FET,确保它们能处理至少40V、40A,有RD-S( ON)不超过50MΩ。通常,功率FET也可以并联,但要保证每一管有它自己的栅极电阻。如果你想要逆变器输出功率大于200W,那么可用并联结构。在此种情况中,可适配一个限流器,用小的分流电阻R8,或修改R16-R17分压器数值就可以做到。

用大功率的逆变器给普通灯泡和卤灯泡(强力照灯)供电,会产生麻烦。两种灯泡都呈现很低的"冷"电阻,引起逆变器输出电压的降低,甚至驱使断路不工作。结果锁定在不足的电压去加热灯丝到它的正常温度。幸运的是,这里介绍的200W逆变器应能供给高达150W的灯泡。应注意,电容C6可以增加容量,但没有限定范围,因为电路抗拒短路的能力是足够的。用C5也可能显著地增加软起时间,或者完全不用它。那可能是最安全的解决办法。

比较器IC1监测电池电压和环境温度,将测量结果与从3526来的5V参考电压相比较。存在误差的情况,两个开路集电极输出下拉断路控制输入(⑧脚)到地电位。用PTC电阻去确定关断温度。根据电路的精确类型,R6大小要做略微变更。早期Aixcom公司逆变器样机采用D901-D60-A40(断路温度为60°C)。也可用60°C到80 °C的温度开关,或者90°C的温度熔断丝。虽然后者很便宜,但熔断时需要代换。

若采用足够大的散热器,用简单的线连接就可以,而不用PTC电阻。电压监测器在大约12V关断,改变R1和R5也可以适应在另外电平。在比较器中,R2和R4决定延时的大小,这延时为防止电源逆变器在出现故障时自动接通。在开关接通后,参考电压缓慢地上升,其速度取决于C2充电时间,因而监测器经过几秒钟后才被激发。

汽车电池能供给危险的大电流。防止逆变器着火燃烧,必须用25A到35A的汽车熔断丝加以保护。230VAC输出电压,即使由电池产生的,也是很危险的。

结构

印刷电路板设计表示在图4。选用单面印板,尽管其有很大的接地面积和宽的铜箔条,但要流过变压器的大电流,必须用搪锡方法加厚。建议从安装AMP(fast-on)插头(片型端头)开始,因为它们需要很大力气才能插入电路板。不要忘记分流电阻的连线 。R8应安装印板表面,略微向上点,以有助于尽可能保持冷却。R8也可用5W的电阻代替。要保证所有极性元器件(晶体管、电解电容,二极管和集成电路)的正确安装。晶体管装在散热器上,必须采用绝缘垫片。

加电调试

在进行本项制作中只需要一块万用表。先从不连接变压器的逆变器开始。把它连向试验台上的电源,调试两个保护电路:调节输入电压调试电压保护电路,借助电烙铁调试温度保护电路,视需要,还要用电位器及其它工具等。在任何情况下,输出转接到地,及在比较器正输入端的电压降到低于负输入端的电压之下时,LED点亮。如果保护电路呈现工作状态,就测量两个栅极上的信号。如果有误差出现,两栅极读数为0V。在没有误差时,示波器显示两个脉宽为10ms清晰的矩形波信号。用万用表做相同的测量,读数为电源电压的一半。

至此调试正确,才可能接上环形变压器。这时,了解IC1从它的插座上移出发生什么,由于在这种情况,只能由限流器触发断路功能。如果一只普通100W灯泡在几秒钟内不点亮,可测量断路控制(3526的脚8或D2阳极)上的电压。如果测得小于5V,限流器和软起动时间就不正常。

一旦灯泡点亮,就小心地检查逆变器是否短路。如果能用示波器,测量FET电流(跨在R8两端电压),用R16去增加电流限制点,在所容许的漏极电流之下提高20%。这当然是在230VAC输出短路做出的。

通常,在不接负载的情况,变压器所产生的噪声大于正常工作所期望的大小。这是因为矩形波强烈地和快速地转换着磁场。在无负载条件下,铁芯饱和是由变压器发出的杂乱响声所表明。用示波器测量,电流不是依据锯齿波形向上升,而是出现尖峰(上冲)。在这种情况变压器12V绕组恰需要不多的匝数。如果有问题,用另外的方法,就是选取较低R11值,提高一点振荡频率。最终频率可取为55Hz,对于大多数负载这不成问题,但是这电路不适合给闹钟供电。

 

 

实际结果

由于简化和成本的原因省略了电压调节环节,输出电压决定于输入电压。作者样机输出电压被150W的卤灯所负载,表1所示,为输出电压与电池电压的关系。输出电压还取决于变压器绕组和输出电流。如果想在13VDC输入有230VAC额定输出电压,应选用两只11V绕组的变压器。样机所测得的最大效率为94%,本电路是由Dirk-proof设计的。

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