基于工頻變壓器的獨(dú)立逆變電源設(shè)計(jì)
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2．2 工頻變壓器在逆變電路中的作用
工頻逆變電源輸入一般為低壓直流，采用全橋逆變電路，通過(guò)對(duì)場(chǎng)效應(yīng)管的開關(guān)頻率作用控制輸出交流電壓。輸出的220 V正弦波交流電壓的峰一峰值是620 V，而一般的逆變電源輸入整流電壓為310 V，為了使逆變器不失真輸出220 V正弦波交流電壓，逆變器前面的直流電壓必須是680～870 V。因?yàn)橐话愕哪孀冚斎腚妷哼h(yuǎn)遠(yuǎn)小于該值，所以必須加一個(gè)輸出變壓器將逆變器輸出電壓提升到額定峰值以上才可以使用，如圖3所示。
該電路采用全橋變換電路結(jié)構(gòu)，這種變換器輸出不是1根火線和1根零線，而是2根火線，但一般在接負(fù)載時(shí)都要求有零線。如果沒有輸出隔離變壓器將l根火線硬性接零線，就會(huì)導(dǎo)致逆變電源不能正常工作。圖4為無(wú)輸出變壓器正半波時(shí)的電流流動(dòng)方向。本文引用地址：http://www.ex-cimer.com/article/180634.htm
從圖4中看出，由于零線的接入，使負(fù)載電流經(jīng)過(guò)負(fù)載后不經(jīng)過(guò)整流管和逆變功率管，而是直接流回市電的零線輸入端，在這種情況下，圖中虛線框中的整流器和逆變功率管都未起作用。按照正常工作程序，負(fù)載電流應(yīng)該流過(guò)兩個(gè)橋式電路的整流管和逆變功率管。圖5為有輸出變壓器正半波時(shí)的電流流動(dòng)方向。當(dāng)輸出端接入了隔離變壓器后就可以在變壓器的次級(jí)(負(fù)載輸入端)連接市電的零線，于是就構(gòu)成可靠的供電系統(tǒng)?？梢?，隔離輸出變壓器對(duì)于逆變橋電路來(lái)說(shuō)是一個(gè)重要的組成部分，使逆變電路具有可靠穩(wěn)定的特點(diǎn)。
2．3 保護(hù)電路
U3988內(nèi)置欠壓保護(hù)和過(guò)熱保護(hù)的基準(zhǔn)電壓，只需通過(guò)電阻分壓，當(dāng)電壓低于基準(zhǔn)電壓時(shí)，就鎖定U3988，使其停止輸出脈沖。另外，在電流保護(hù)方面，根據(jù)負(fù)載電流的不同，有快速保護(hù)、短延時(shí)和長(zhǎng)延時(shí)3段保護(hù)功能。
3 逆變電源電路的不足
隔離變壓器是為了變壓和隔離零線的目的而接入的，并不具有隔離干擾和緩沖負(fù)載突變功能。變壓器的初級(jí)和次級(jí)之間有絕緣層，它們構(gòu)成了一個(gè)容量一定的電容器C，電容器的容抗和頻率是成反比關(guān)系的，即：
式中，Xc是變壓器初次級(jí)間等效分布電容的容抗，單位Ω。f是干擾信號(hào)的頻率，單位Hz。C是變壓器初次級(jí)間等效分布的電容量，單位F。
由式(1)可看出，頻率越高，容抗越小，即干擾信號(hào)的頻率越高，該電容通路就越容易穿過(guò)。由于一般干擾信號(hào)的頻率是很高的，可以直接穿過(guò)變壓器而長(zhǎng)驅(qū)直入去干擾負(fù)載。若是較低頻率的干擾到來(lái)，它就會(huì)按照變壓器的變比按比例變換干擾負(fù)載。由于變壓器并不具有抗干擾功能，所以在逆變橋的輸入和輸出端一般都加有輸入、輸出濾波器。
由于隔離變壓器的接入，隨之會(huì)接入電感、電容等低頻器件，這不僅使得電路本身體積加大而且也使電路功耗加大，減小了電路的輸出效率。隨著電子變壓器等高頻低價(jià)位器件的逐漸發(fā)展，工頻變壓器生產(chǎn)成本相對(duì)增加，該系統(tǒng)設(shè)計(jì)的電路板生產(chǎn)成本也相應(yīng)增加。
4 結(jié)論
通過(guò)以上分析，綜合介紹了工頻逆變電源的電路結(jié)構(gòu)和特點(diǎn)。本設(shè)計(jì)電路中綜合了數(shù)字化器件的先進(jìn)功能，以及工頻變壓器的隔離作用，達(dá)到了電路設(shè)汁簡(jiǎn)單可靠的目的。
評(píng)論