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牛人自制简洁高效的逆变电源方案

cicyxu| 逆变器,逆变电源,电源方案| 2016-12-13
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随着人们家庭用电器功能的日益复杂,家用电源的标准也在不断提高着。以往的家用电源逆变效率已经无法满足人们的使用需要,一些更适合现代设计的逆变电源应运而生。故此在快包平台有关逆变电源的项目需求也是层出不穷,那么如何解决这些开发难题,如何加快你的开发进度,小编这里介绍一款自制的逆变电源方案,只为给开发者提供一些开发思路。


以往的家用逆变电路有着结构简单却效率不高的遗憾,或优质高效不易自制的瑕疵,这里为大家介绍一种成本更加低廉,同时效率有增无减的家用逆变电源设计。这款逆变电路具有电路简洁,成本低,易维护,效率高的特点,稍具动手能力的人都能制作,它虽然不具备市售优质家用逆变器那种高档而复杂的开关电源集成线路,场效应功率放大,但其功效毫不逊色。


此机为准正弦波输出,空载电流小于450MA,负载能力300W以上,效率达85%以上,平时给电风扇,照明灯泡,电烙铁供电,或串上100W的灯泡带29寸以下的电视(由于消磁线圈的原因,启动电流太大,所以要串灯泡启动,如果拨掉消磁线圈,串接的灯泡就可弃之不用)都是绰绰有余,给平时生活和维修带来了极大的方便,就算是出现故障也不会造成电压升高而烧坏用电器,而且电路简洁稳定,成本低廉,特别易于维护。


图1


工作原理


如图1所示,接通12V电源后,由V1、V2、R1、R2、R3、R4、C1、C2所构成的多谐振荡器在稳压管VD和限流电阻R7组成的稳压电路中得电起振,V1、V2的集电极会轮流输出接近50HZ的正极性方波,而经过C3和R5还有C4和R6组成的积分电路积分整形为准正弦波,再经V3,V4倒相放大后分别激励V5,V6而让末极功率管V7,V8得到足够幅值的推动功率来轮流导通和截止,而它们的集电极电流流经变压器初级绕组L1、L2在变压器的高压侧则将会感应出近似于50HZ的准正弦波高压输出。


元件选择


本机的特点就是选料简单,易于制作,所以大多数元件都能从各种废旧电路板中拆出,V5、V6用D880或C2073。V7、V8分别为三只3DD207并联而成,其参数为200V/5A/50W。也可用3DD15D替代。500Ω的可调电阻RP可从旧彩电尾板上拆用。其余电阻电容无特殊要求。参数如附图所示。线圈L1、L2为直径1.62的漆包线,各50匝。L3、L4、L5都用直径0.53的漆包线,匝数分别为12匝、12匝、945匝。功率管配上尽可能大的散热片即可,本文配的是150C㎡的散热片。变压器铁芯选用有效横截面积20C㎡以上的,可以用足够大的废旧电瓶充电器的铁芯,或用功放机上的环形电源变压器铁芯,本机选用的就是环形变压器铁芯。


制作与调试


将功率管全部装上散热片之后,其余元件可全部采用搭棚焊的方法焊接在功率管上,无需制作电路板。由于V1、V2及组成振荡电路的元件会因本身的特性差异而造成V1、V2集电极输出的振荡信号幅值不一致,那样会造成空耗过大,所以在这里用可调电阻RP来调节振荡电路的平衡,而由VD、R7组成的稳压电路也是保证振荡电路稳定工作的必备元件,解决了由于电瓶电压下降而引起振荡电路失衡的问题,试机调试时先把RW调至中间位置,在12V供电端串上电流表,空载开机,调节RP,使电流最小,再在负载端接上60W灯泡,通电再调RP,使电流最小,重复空载负载调节多次,直至再无法调小电流。


此时贴近变压器听,噪音应该是最小的,没有调平衡噪音很大,不用贴近都能听到。V5、V6发射极分别通过绕组L3、L4与V7、V8的基极反相相连,能加深V7、V8饱和与截止的深度,有利于提高V7、V8的效率,在这里要注意的是L3、L4的正确相位,如接错,虽然高压端也会有输出,但输出电压不高,带负载能力会很差。调试完成后可以找一个废旧电脑电源盒,把整齐机装入其中,并且还能利用上它的散热风扇,从此更无过热之忧了。


在制作完成后,将本设计与市面上售卖的400W逆变板在12.8V的电瓶供电下作了对比测量,结果如下:本机空载电流430MA,市售机空载电流180MA,分别带100W灯泡,本机初级电流8.98A,市售机8.64A.。示波器测两机输出波形,本机为略接近于正弦波的方波,市售机则是标准方波,而且用本机在带45W的电风扇时,风扇电机所发出的噪音比用市售机带时明显要稍微小些,说明本机对于有感负载这方面表现还是不错的。


通过本文的介绍,可以看到这款家用逆变电源在逆变效率上丝毫不逊色于市售机,并且也改善了效率高而不容易自制的遗憾,实在是非常优秀的一款设计方案。正处于学习阶段并且想要亲自动手进行制作的朋友不妨按照文中的介绍与给出的电路进行制作,相信大家都能制造出一款高效率的家用逆变电源。


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