混合晶闸管逆变器，180-230/12-24 伏特 20 安培。方案、说明

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混合晶闸管逆变器，180-230/12-24 伏 20 安培。无线电电子电气工程百科全书

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无线电电子与电气工程百科全书 / 电压转换器、整流器、逆变器

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先前开发的基于晶闸管转换器的逆变器用于在国内工业的电视机的显像管上产生高电压。转换频率低、电路简单、无需高压大容量氧化电容等。允许在电源发生微小变化的情况下使用此类电路。

大功率高压晶闸管的商业化使得开发具有低能量损耗的紧凑型电源成为可能。这种电源适合为无线电设备、节能灯、汽车电池充电和直流电动机供电。与晶体管逆变器相比，此类器件的缺点是脉冲噪声水平增加。但原则上，可以通过简单的网络和输出滤波器来消除它们。

该图（图1）的主要功能部分是：

噪声抑制输入滤波器；
网络整流器；
时钟发生器；
时钟信号前置放大器；
晶闸管逆变器键；
输出电压整流器；
输出稳压电路；
输出噪声滤波器；
逆变器运行指标。

（点击放大）

电路中发生三重电压变换：电网的交流电压经过整流后，由逆变器变换为脉冲矩形电压，其频率由发电机的频率决定。经高频变压器降压的脉冲输出电压经过整流后提供给负载。

网络开关噪声滤波器C12-L2、C13-L3可防止转换噪声进入电网。开关电源中的开关噪声是由于强大的控制元件的开关操作模式而产生的。线路滤波器扼流圈的绕组通常放置在公共铁氧体磁芯上，以相互补偿干扰。输出滤波器 C8-L1-C11 可以降低低压负载电路中的脉冲转换噪声。

电源电压从输入滤波器提供给 VD8 二极管组件上的整流器。

整流后的市电电压经电容C10滤波后，通过电阻R17提供给脉冲逆变器的变压器T1，同时也为混合晶闸管DA3供电。电源电压（大约 100 V）从参量稳定器 R3-VD10 提供给 DA2。

DA3 中包含的单结晶体管上的时钟发生器和脉冲占空比控制电路的电源来自 R9-VD1 稳定器。混合晶闸管的稳定供电可以保护微电路免受高压影响，确保逆变器稳定运行。 DA3 中的单结晶体管的最大电源电压为 30 V，最大脉冲电流为 200 mA。混合晶闸管的开通时间为3μs，关断时间为25μs。

由DA1控制的功率晶闸管VS3的最小导通时间为0,5μs。控制电极上的解锁脉冲电压为5V。

在电源电压的正半周期开始时，混合晶闸管和功率晶闸管闭合。随着电压升高，电容器 C1 通过电阻器 R1 和 R2 充电。电容器 C1 的充电持续进行，直到其两端的电压达到 DA3 中单结晶体管的开启阈值。

断开后，电阻R5上出现足以触发DA3中混合晶闸管的电压，断开混合晶闸管接通电源VS1。晶闸管 VS1 保持打开状态直至半周期结束。控制电路VS3中的齐纳二极管VD1保护其控制电极免受脉冲噪声和增加的开关电压的影响。

电流流经VS1和变压器T1的绕组I时，伴随着磁芯磁场中能量的积累。脉冲结束后，绕组中的电流停止，从而导致次级绕组中出现自感电压。电流脉冲流经二极管组件VD7，对电容器C7充电。其上出现恒定电压，经L1-C8-C11链滤波后由电容C11提供给负载。通过改变电容C1和电阻R1的充电时间，可以控制混合晶闸管的开通时刻，调节电压和负载电流。

当正向电压高速增加时，晶闸管可能会在没有控制信号的情况下自发打开。

为了降低阳极电压的过度上升率，使用了RC阻尼器电路R17-C9。晶闸管 VS1 通过并联链 VD4-VD5 和 R15-C5 以及 VD6-R14-C6 免受变压器反向电压浪涌的影响。

使用从源输出到脉冲发生器的光耦合器隔离来稳定输出电压。

当输出电压增加时，例如由于负载电阻增加，DA2芯片的控制电极上的电压增加。其稳定电压降低，导致通过光耦合器 DA1 的 LED 的电流增加。光耦合器的光电晶体管打开得更强烈，并分流电容器 C1，改变脉冲的占空比，从而降低输出电压。当输出电压降低时，调节过程发生在相反的方向。

电容器C2...C4消除干扰对控制电路的影响。

当功率晶闸管VS12过热时，热敏电阻R1降低了输出电压的温度依赖性。电源和输出电压的指示通过 LED HL1 和 HL2（红色和绿色）实现。

逆变器电路由单面箔玻璃纤维制成的印刷电路板制成。电路板尺寸（图 2）- 116x68 毫米。元件R1、SA1、FU1、输出端子和指示LED HL1、HL2安装在装置本体上。表中列出了逆变器元件的可能替代品。电源变压器的选择取决于逆变器的工作频率和负载功率。

自制一个高质量的变压器是相当困难的，所以最好使用电脑电源或电视上现成的变压器。其初级绕组不变使用，次级绕组部分使用（取决于所需电压）。

设置电路首先要检查安装情况。然后，将功率为25W（100V）的白炽灯连接到其中一根网络线的间隙中，将市电电压提供给输出灯220...20W（50或24V）。如果电源灯全亮，但负载灯未点亮，则电路中存在错误或低质量元件。

当两个灯都微弱加热时，电源输出端的可变电阻器 R1 将电压设置为 12 (24) V，调节器 R13 使负载灯达到最大亮度。

短时间运行后，关闭电路并检查元件的温度。

如果晶闸管VS1过热，应加大电阻R17或为晶闸管使用更大的散热器。晶闸管使用导热膏安装在散热器上。

如果元件没有过热，您可以在没有保护（电源）灯的情况下打开设备，但始终安装 FU1 保险丝。

最后，电阻R13调节稳压电路的模式，使带载和空载时的输出电压变化不超过20%。

注意力！由于电路中存在电源电压，因此在设置过程中必须遵循安全规则，并且仅在断开状态下更换部件。

作者：V. Konovalov，伊尔库茨克“自动化和远程机械”创意实验室

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