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本人设计的适合制作又方便实用的大功率方波逆变器制作详解

diansaizhuanti
高工
2015-06-15 11:19:32     打赏
这次我为大家介绍一款本人完全自主设计的大功率方波逆变器。本逆变器具有效率高、输出功率大、稳定等优点，并且电路图简单，适合电子爱好者制作。 本逆变器是高频逆变器，彻底摒弃了笨重的工频变压器，不仅减小了体积，而且提高了效率，还没有工频变压器发出的嗡嗡声。本逆变器是典型的高频逆变工频输出结构：DC-AC-DC-AC结构（12VDC-330VAC0 30KHz-330VDC-230VAC 50HZ）。本逆变器设有稳压和输出过流保护功能。 首先来看DC-AC-DC部分：
这一部分是由SG3525为核心的闭环PWN逆变电路。U1的第1、2脚组成电压反馈，使输出电压稳定。16脚是基准电压5V，经过R1、R2分压加到第二脚（内部误差放大器反向输入端），正常电压为2.5V，输出高压的经过R7、RP电位器的分压送到第一脚（内部误差放大器同向输入端）。第五、六脚的C1和R4决定了U1振荡频率约为31KHz（本人精心选择的频率，高了会增加场效应管的高频损耗，低了变压器会出声），第七脚的R5决定了死区时间（为了两个功率管不能同时导通，在两个脉冲之间留有一段时间，此时两个功率管都关闭）。第9脚是补偿端，用C3接地可以增强U1的工作稳定性。第十脚的R6和IFB的后续电路组成输出过流保护电路，当第十脚电压大于0.7V时，U1停止驱动功率场效应管。第11、14脚是功率管驱动脚。第12脚是IC的GND，第13脚是内部输出三极管的共用集电极，第15脚是芯片供电电源。Q1、Q2、T1组成高频推挽逆变电路（工作于正激模式），将12VDC变成330VAC。D1为四个快恢复整流二极管，C5是滤波电容，此部分电路的功能是将高频交流整流成直流电。
再来看最后的DC-AC部分：
这一部分是以多谐振荡器和H桥为核心的DC-AC电路。Q5、Q6、C1、C2、R1-R4组成一个晶体管基极-集电极耦合多谐振荡器，Q5、Q6的集电极输出两个相位相反的方波脉冲，占空比50%，频率约50Hz，实际比50Hz应该高一点，我的是54Hz。Q7、Q8、R5、R6的作用一是对波形进行改良，使输出方波上下沿更加陡峭；二是增加推动H桥的能力
。R7-R10、D1、D3、C3、Q9、Q1、Q2和R11-R14、D2、D4、C4、Q10、Q3、Q4分别组成H桥的两个半桥。这部分原理比较复杂，以后我单写文章说（这篇文章是将制作的，讲的理论只是辅助制作）。R15和IFB的前半部分电路组成输出过压保护（当输出电流大于3A时停止输出）。如果这部分电路正常工作的话，可以在RL上得到230V的交流方波电压。

制作说明：
1、本制作的电路简单，可以在洞洞板上制作。建议两张图用两块小板分开做，分开调试，我就是这么弄的。
2、先弄第一个图。Q1、Q2选择IRF3205、IRF1010这些电流大于50A、耐压大于30V的场效应管。C1、C3推荐使用毒石电容，这样可以工作稳定，因为毒石电容容量受温度影响小，容量精度高。C2不能省，否则出不来功率。T1的制作方法：T1选用EC42磁芯，两个初级分别用4股1mm的漆包线在骨架上绕4匝，然后引出，一个初级的头和另一个初级的尾相接，作为接12V电源的地方，剩下两个引脚分别接两个场效应的源极；次级使用0.6mm的漆包线绕200匝。变压器要绕得仔细点，次级切忌乱绕。D1应使用4个FR607组成，不能使用工频整流二极管或者整流桥，因为工频器件的开关速度跟不上，会发热烧毁，这点是很多初学者容易犯的错误。C2的耐压为16V，C5耐压为400V。第一张图制作完成后，调整RP使输出电压为330V，此时接上一个60W灯泡应该可以点亮。
3、再弄第二个图。C1、C2选用毒石电容，这样可以确保频率精确、稳定。Q9、Q10选用耐压大于300V电流大于0.1安的NPN三极管，这里使用的是MSPA42，最好使用MSP40，那个耐压400V，前者耐压仅300V。Q1-Q4选用耐压大于400V、电流大于4A的场效应管，这里用IRF830。C3、C4既可以使用C1、C2那样的毒石电容，也可以使用电解电容或者CBB电容，如果是电解电容的话耐压至少50V并且注意极性，C3、C4边上的红点是正极。R15选用0.22欧5W的水泥电阻，安装时不要紧贴板子安装，要离开板子一些。装好之后，如果你有示波器的话往下做，没有的或者懒的，可以跳过：先不接330V高压，先通上12V直流，在Q7、Q8的集电极应该可以检测到占空比50%、频率50Hz左右的方波，而且是互补的。接上330V高压，测试每个H桥上的场效应管的栅极和漏极，都应该可以看到方波驱动信号，且每半桥的上下臂的驱动脉冲是相位相反的。输出应该是交流方波（RL两段，RL就是输出插座）。
4、第一图中的Q1、Q2和第二图中的Q1-Q4都要加散热器。安装散热器时别忘记加绝缘垫哦。
5、如果觉得输出过流保护功能不好的话可以把R15短路掉。

6、最后调试好之后，在330V和地之间加个400V 100uF的电解，可以增加输出功率。为什么到最后才加这个电容？为了防止在调试时发生电击。这个电容以后再维修调试的时候要先放电！切记！
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sdlgdxzzz
菜鸟
2015-09-07 21:33:38     打赏
2楼
不错

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