一种超低成本逆变电源分析与应用分析研究 电子信息工程管理专业

一种低成本逆变电源 引言 电源是电子设备的动力部分,是一种通用性很强的电子产品。它在各个行业及日常生活中得到了广泛的应用，其质量的好坏极大地影响着电子设备的可靠性,其转换效率的高低和带负载能力的强弱直接关系着它的应用范围。方波逆变是一种低成本，极为简单的变换方式，它适用于各种整流负载，但是对于变压器的负载的适应不是很好，有较大的噪声。本文依据逆变电源的基本原理，利用对现有资料的分析推导,提出了一种方波逆变器的制作方法并加以调试。1 系统基本原理本逆变电源输入端为蓄电池（＋12V，容量 90A·h），输出端为工频方波电压（50Hz，310V）。其结构框图如图 1 所示。目前，构成 DC/AC 逆变的新技术很多，但是考虑到具体的使用条件和成本以及可靠性，本电源仍然采用典型的二级变换，即DC/DC 变换和 DC/AC 逆变。首先由 DC/DC 变换将 DC12V 电压逆变为高频方波，经高频升压变压器升压，再整流滤波得到一个稳定的约 320V 直流电压；然后再由 DC/AC 变换以方波逆变的方式，将稳定的直流电压逆变成有效值稍大于 220V 的方波电压；再经 LC 工频滤波得到有效值为 220V 的 50Hz 交流电压，以驱动负载。2 DC/DC 变换由于变压器原边电压比较低,为了提高变压器的利用率,降低成本,DC/DC 变换如图 2 所示，采用推挽式电路，原边中心抽头接蓄电池，两端用开关管控制，交替工作，可以提高转换效率。而推挽式电路用的开关器件少,双端工作的变压器的体积比较小,可提高占空比,增大输出功率。 双端工作的方波逆变变压器的铁心面积乘积公式为AeAc=Po(1＋η)/(ηDKjfKeKcBm) （1）式中：Ae(m2)为铁心横截面积；Ac(m2)为铁心的窗口面积；Po 为变压器的输出功率；η 为转换效率；δ 为占空比；K 是波形系数；j(A/m2)为导线的平均电流密度；f 为逆变频率；Ke 为铁心截面的有效系数；Kc 为铁心的窗口利用系数；Bm 为最大磁通量。图 3 变压器原边的开关管 S1 和 S2 各采用 IRF32055 只并联，之所以并联，主要是因为在逆变电源接入负载时，变压器原边的电流相对较大，并联可以分流，可有效地减少开关管的功耗，不至于造成损坏。 PWM 控制电路芯片 SG3524，是一种电压型开关电源集成控制器,具有输出限流,开关频率可调,误差放大,脉宽调制比较器和关断电路,其产生 PWM 方波所需的外围线路很简单。当脚 11 与脚 14 并联使用时,输出脉冲的占空比为 0～95％,脉冲频率等于振荡器频率的1/2。当脚 ...