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工频逆变器变压器制作(高频逆变器)

admin 11-28 11:32 279次浏览

逆变器将DC功率转换为交流功率,功率晶体管T1、T3、T2和T4交替导通,获得交流功率。如果DC电压低,则由交流变压器升压,以获得标准交流电压和频率。对于大容量逆变电源,DC母线电压高,交流输出无需变压器升压即可达到220伏。在中小容量逆变电源中,由于DC电压较低,如12V和24V,需要设计升压电路。

中小容量逆变电源一般包括推挽逆变电路、全桥逆变电路和高频升压逆变电路。推挽电路,升压变压器的中性抽头接hxdxf电源,两个功率管交替工作输出交流电源。由于功率晶体管共地连接,驱动控制电路简单,而且由于变压器有一定的漏电感,可以限制短路电流,提高电路的可靠性。其缺点是变压器利用率低,驱动感性负载的能力差。

全桥逆变电路克服了推挽电路的缺点,功率晶体管T1、T4和T2、T3反相,T1和T2相差180度。调节T1和T2的输出脉冲宽度将改变输出交流电压的有效值。由于该电路具有使T2和T4共同导通的功能,因此具有续流电路,即使对于感性负载,输出电压波形也不会失真。这种电路的缺点是上下脚的功率晶体管没有一起接地,所以必须采用特殊的驱动电路或隔离电源。另外,为了防止上下桥臂一起导通,需要在T1、T4、T2、T3之间设计导通前先关断的电路,即必须设置死区时间,电路结构复杂。

推挽电路和全桥电路的输出必须配备升压变压器。由于工频升压变压器体积大、效率低、价格昂贵,随着电力电子技术和微电子技术的发展,可以利用高频升压转换技术实现高功率密度逆变。该逆变电路的前级升压电路采用推挽结构,但其工作频率在20KHZ以上,升压变压器采用高频磁芯材料,因此体积小/重量轻。高频逆变后通过高频变压器转换成高频交流电,再通过高频整流滤波电路得到高压直流电(一般在300V以上),再通过工频逆变电路实现逆变。

采用这种电路结构,逆变器电路的功率密度大大增加,逆变器电源的空载损耗相应降低,效率提高。这种电路的缺点是电路复杂,可靠性低于上述两种电路。

上述几种逆变电源的主电路都需要有控制电路来实现。一般有帅云和正、弱波两种控制模式。帅云输出的逆变电源电路简单,成本低,但效率低,谐波成分大。正弦波输出是逆变电源的发展趋势。随着微电子技术的发展,具有PWM功能的微处理器问世,正弦波输出的逆变技术也随之成熟。

1.PWM集成电路,如SG3525、TL494等。广泛应用于具有帅气云输出的逆变电源。实践证明,采用SG3525集成电路和功率场效应管作为开关电源元件,可以实现性能和价格相对较高的逆变电源。由于SG3525具有直接驱动功率场效应管、内部参考源、运算放大器和欠压保护功能的能力,其外围电路非常简单。

2.正弦波输出的逆变电源控制集成电路

正弦波输出逆变电源的控制电路可由微处理器控制,如INTEL公司生产的80C196MC、摩托罗拉公司生产的MP16、Mi-Crochip公司生产的PIC16C73等。这些单片机都有多路PWM发生器,可以设定上下桥臂之间的死区时间。英特尔公司80C196MC的正弦波输出电路可以完成正弦波的产生

逆变电源主要功率元件的选择非常重要。目前使用的功率器件很多,如达林顿功率晶体管(BJT)、功率场效应晶体管(MOSFET)、绝缘栅晶体管(IGBT)和关断晶闸管(GTO)等。金属氧化物半导体场效应晶体管因其低导通压降和高开关频率而被广泛应用于小容量低压系统。IGBT模块一般用于高压大容量系统,因为MOSFET的导通电阻随着电压的升高而增大,而IGBT在中容量系统中有很大的优势,而GTO一般用作超大容量系统(100KVA以上)的功率元件。

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