正弦波輸出搶先看150W-12V轉(zhuǎn)220V逆變器效率高
現(xiàn)有的逆變器,有方波輸出和正弦波輸出的。方波輸出的逆變器效率高,但對于都是為正弦波電源設(shè)計(jì)的電器來說,使用總是不放心,雖然可以適用于許多電器,但部分電器就不適用,或用起來電器的指標(biāo)會(huì)變化。正弦波輸出的逆變器就沒有這方面的缺點(diǎn),卻存在效率低的缺點(diǎn)。為此筆者設(shè)計(jì)了一款高效率正弦波逆變器,其電路如圖1。
本文引用地址:http://www.ex-cimer.com/article/227623.htm該電路用12V電池供電。先用一片倍壓模塊倍壓為運(yùn)放供電??蛇x取ICL7660或MAX1044。運(yùn)放1產(chǎn)生50Hz正弦波作為基準(zhǔn)信號(hào)。運(yùn)放2作為反相器。運(yùn)放3和運(yùn)放4作為遲滯比較器。其實(shí)運(yùn)放3和開關(guān)管1構(gòu)成的是比例開關(guān)電源。運(yùn)放4和開關(guān)管2也同樣。它的開關(guān)頻率不穩(wěn)定。在運(yùn)放1輸出信號(hào)為正相時(shí),運(yùn)放3和開關(guān)管工作。這時(shí)運(yùn)放2輸出的是負(fù)相。這時(shí)運(yùn)放4的正輸入端的電位(恒為0)總比負(fù)輸入端的電位高,所以運(yùn)放4輸出恒為1,開關(guān)管關(guān)閉。在運(yùn)放1輸出為負(fù)相時(shí),則相反。這就實(shí)現(xiàn)了兩開關(guān)管交替工作。
下面論述一下開關(guān)管是怎么工作的。當(dāng)基準(zhǔn)信號(hào)比檢測信號(hào),也即是運(yùn)放3或4的負(fù)輸入端的信號(hào)比正輸入端的信號(hào)高一微小值時(shí),比較器輸出0,開關(guān)管開,隨之檢測信號(hào)迅速提高,當(dāng)檢測信號(hào)比基準(zhǔn)信號(hào)高一微小值時(shí),比較器輸出1,開關(guān)管關(guān)。這里要注意的是,在電路翻轉(zhuǎn)時(shí)比較器有個(gè)正反饋過程,這是遲滯比較器的特點(diǎn)。比如說在基準(zhǔn)信號(hào)比檢測信號(hào)低的前提下,隨著它們的差值不斷地靠近,在它們相等的瞬間,基準(zhǔn)信號(hào)馬上比檢測信號(hào)高出一定值。這個(gè)“一定值”影響開關(guān)頻率。它越大頻率越低。這里選它為0.1~0.2V。
C3,C4的作用是為了讓頻率較高的開關(guān)續(xù)流電流通過,而對頻率較低的50Hz信號(hào)產(chǎn)生較大的阻抗。C5由公式:50=算出。L一般為70H,制作時(shí)最好測一下。這樣C為0.15μ左右。R4與R3的比值要嚴(yán)格等于0.5,大了波形失真明顯,小了不能起振,但是寧可大一些,不可小。開關(guān)管的最大電流為:I==25A。
這里較詳細(xì)的討論一下L1,L2的選值。把負(fù)載電等效回變壓器的輸入端,其電路為圖2。
考慮到開關(guān)頻率比50Hz大得多,在開關(guān)從開到關(guān)的過程,可以把變壓器的電壓看成是不變的。則電源通過L輸出的能量為:W=∫Uccdt=t
忽略一切不理想損耗,此能量應(yīng)等于負(fù)載消耗能量。上式的平均功率為:P==t。
我們希望在Ucc-U接近于某一小值時(shí),電池能以較高的開關(guān)頻率并符合要求地向變壓器供電。這個(gè)“某一小值”這里取0.5V,頻率取5kHz。當(dāng)Ucc-U0.5V,開關(guān)管將較長時(shí)間開著(這是相對來說的)。如果需要這個(gè)電源的最大輸出功率為150W,那么負(fù)載電阻為322.7Ω,折算到變壓器輸入端為:0.48Ω。
∴負(fù)載此時(shí)的瞬時(shí)功率為:P==276W
∴P=×=276
∴L=2.2μH
可以看出L值很小,對開關(guān)管不利,并且輸出有削峰。制作時(shí)可以增加L值,但最大輸出功率會(huì)減少。解決這一問題的最好方法是,用16V電源供電,還用8.5V變壓器(峰值為12V),和峰值為12V的基準(zhǔn)信號(hào),但這時(shí)的電路需要改動(dòng),這里就不討論了。
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