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(原发在我qq空间上,现贡献
金坷居士2011/09/24电气电工 IP:澳大利亚
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:

1031_566a1316858940eee157e9a1d2455.png
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:

1031_21311316858965ff1c9567a2d773d.png
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!
+50  科创币    ry7740kptv    2011/09/24 鼓励原创作品!
+50  科创币    y2k    2011/09/25 得出的方波是330V而不是230V,,
+30  科创币    ehco    2011/09/26 鼓励动手
+50  科创币    ehco    2011/09/26 用了心的贴
来自:电气工程 / 电气电工
20
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~~空空如也
wangyang386
13年4个月前 IP:未同步
324056
DC-AC的那个图有点点看不清楚哦~~~是用自举来给上桥提供电源的吗?上桥的那个驱动信号怎么给的啊
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金坷居士作者
13年4个月前 IP:未同步
324093
Q1和Q3是靠自举方式驱动的,当下管导通时C3或者C4充电,当下管关断时电容通过电阻向场馆栅极放电。
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wfqlqin
13年4个月前 IP:未同步
324171
不错,这种电路效率比工频的要高,我现在用的一山特款UPS应该就是此类原理
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ry7740kptv
13年4个月前 IP:未同步
324247
LZ可否上张实物图和测试波形照片?
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金坷居士作者
13年4个月前 IP:未同步
324294
逆变器的外观
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逆变器的内部电路
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逆变器带5W节能灯
1031_0aa31316945592cceb047579bf07a.jpg
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wangyang386
13年4个月前 IP:未同步
324331
那对MPSA42管子耐压是不是要求挺高的?IRF830管子发热量怎么样?
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金坷居士作者
13年4个月前 IP:未同步
324359
那个MPSA42吃住半个电源电压就够了,我用的300v耐压的管子完全稳定工作。IRF830在60W输出时仅微热。
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ehco
13年4个月前 IP:未同步
324367
赞一个,不过应注意方波的峰值和有效值是一样的。不能按正弦波那样算,否则烧负载哦。如果再把第一级dc-ac的输出绕组利用漏感或串联小电感再串联个小电容构成推挽式串联谐振软开关,效率更高而且对开关管的应力大幅下降哦。
如下图:
1.jpg
2.jpg
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金坷居士作者
13年4个月前 IP:未同步
324415
谢谢指教,我有时间一定试试![s:223]
不过我这个逆变器带笔记本开关电源小半天都很正常呢,要是方波330V整流出来也是DC330V,和AC230V整流出来的差不多,所以能正常工作。我以后还打算制作纯正弦逆变.....
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飘飘飘
13年4个月前 IP:未同步
324970
不是吧?这也算大功率?????
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金坷居士作者
13年4个月前 IP:未同步
325216
前级可以带一个200w的灯泡哦,加上后级之后上过的最大负载貌似只有60w。。。
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ehco
13年4个月前 IP:未同步
325219
引用第10楼飘飘飘于2011-09-28 23:44发表的  :
不是吧?这也算大功率?????

请问您做的有几mW?
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掘坟看人
13年3个月前 IP:未同步
332034
楼主请问下  你的推挽电路 的 SG3525的compensation  为什么接C3  再接地呢?不是回到反相输入端么。本人想搭一下上面的电路
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金坷居士作者
13年3个月前 IP:未同步
332059
conpensation为内部误差放大器的输出端,通常用作补偿,这里接电容就好了。如果要接第一脚的话就变成了开环了,此时误差放大器被屏蔽,稳压功能无用。。。
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Τerminator
13年1个月前 IP:未同步
342447
ZVS可以做200W
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zbc
13年0个月前 IP:未同步
351601
大哥 有没有现成的PCB和原件啊 我想买一套回去组装啊
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1731397850
12年11个月前 IP:未同步
362727
回 8楼(ehco) 的帖子
左半部分的元件太密了 感觉不怎么好
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任某人
12年11个月前 IP:未同步
366817
回 17楼(1731397850) 的帖子
这不算密了同志。。多拆点电器看看里面的布局。。
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槊缘
12年10个月前 IP:未同步
378257
这东西不错,回去试试。谢谢![s:274]
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金坷居士
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2011/09/23注册,3个月5天前活动

怪哉!灵异的三极管电流流向! 这素一个在仿真的RCC电路,示波器上绿色的是集电极电流红色的是发射极电流。窝萌都知道发射姬电流素集电极电流和基极电流之和,所以讲道理发射极电流一定比集电极略大。可仿真结果刷了三观,Q1集电极电流一部分流经基极,然后流经Q2的C->E。

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