逆变电流源。方案、说明

逆变器电流源。无线电电子电气工程百科全书

免费技术库

所提出的逆变器电流源可用于为电子设备供电和为汽车电池充电。

反激式电流转换器 (OHP) - 逆变器 - 由强大的脉冲开关组成。与推挽式转换器不同，它们具有较少的无线电元件，工作模式的稳定性是通过光电开关从输出级到脉宽控制信号发生器的控制输入的反馈来实现的。这种转换器的缺点是需要使用具有高工作电压的功率晶体管。逆变器电流源具有多种级别的损坏保护：

超过关键晶体管的温度；
防止短路；
从过压和欠压负载，
来自电源网络中的脉冲浪涌。

带电流脉冲开关的反激式转换器电路（图1）由模拟定时器芯片上的PWM发生器、关键晶体管、输出电压稳定电路、电流和热保护电子电路组成。

（点击放大）

电源 - 无变压器，具有浪涌电流限制。电子电路的初级和次级电路是电隔离的。

转换器的高频变压器采用铁氧体磁芯制成。转换器功率取决于电源电压；变压器的转换频率和磁特性。使用场效应晶体管作为关键可以减少控制电路中的信号损失。通过以恒定频率改变发生器脉冲的持续时间来控制输出电流。

逆变器具有三重电压转换。市电的交流电压经过强大的二极管桥整流并转换为高压直流电。然后由逆变器转换为高频脉冲，由脉冲变压器降压。经整流平滑后，向负载施加所需值的低压直流电压。

脉冲发生器由模拟定时器DA1 制成。该微电路包括两个比较器、一个内部触发器、一个用于增加负载能力的输出放大器以及一个关键的集电极开路放电晶体管。生成频率由外部 RC 链设置。当达到电容器 C1 1/3 和 2/3 U 坑上的阈值电压时，比较器切换内部触发器。控制输入（引脚5）DA1用于改变脉冲产生模式，保证输出电压的稳定。

该器件的输出电流取决于发生器脉冲的占空比，该占空比由调谐电阻器 R2 设置。从输出DA1提供给关键晶体管VT1的脉冲很短，负载中的平均电流很小。在 R1 滑块的右侧位置，脉冲持续时间最大，输出电流也最大。

电压逆变器由强大的场效应晶体管VT1和高频变压器T1组成。为了保护晶体管免受转换过程中出现的脉冲电压击穿，晶体管和变压器与阻尼链 C4-C5-R12-VD4 和 C6-R13“捆绑”[2]。晶体管 VT1 的过流保护由并联稳定器（“受控齐纳二极管”）DA2 实现。

VT11源极电路中电阻R1两端的电压升高，流经其的电流增大，导致DA2开通，VT1栅极分流，VT1截止，流经其的电流下降。

电源的次级电路包括高频二极管组件VD5上的整流器和平滑滤波器C8-L1。负载电流由带有内部 1 A 分流器的 PA10 安培计控制。

逆变器的电源电路由脉冲二极管电桥VD6和滤波电容器C7组成。滤波电容初始时刻的电荷受到热敏电阻Rt2的限制，从而保护二极管电桥免受临界电流的损坏。通过变压器和场效应晶体管的脉冲电流受到电阻器 R16 的限制，电阻器 RXNUMX 的电阻补偿变压器参数的分布。

逆变器的转换频率对于从设备获得最大功率起着重要作用。

随着其增加10倍，变压器的允许功率（在不改变铁氧体和绕组的情况下）增加了近4倍。铁氧体通常用于自制逆变器源，提供25至100 kHz的逆变器工作频率。

在这种情况下，在制造该器件时，应遵守所用变压器的工作频率，同时考虑晶体管开关的特性。

为了稳定电压，使用误差信号的频率脉冲转换。输出电压通过分压器R14-R15提供给光耦合器LED VU1。

光耦合器的光电晶体管连接到控制输入（引脚5）DA1。随着输出电压的增加，例如由于负载电阻的增加，光耦合器的光电晶体管打开更多并分流控制输入DA1。发生器的输出脉冲的持续时间减少，关键晶体管处于开路状态的时间也减少。结果，变压器次级绕组上的电压也降低，即输出电压稳定。随着输出电压的增加，所描述的过程相反地发生。

关键晶体管VT1过热且冷却不足会导致其失效。晶体管的温度限制是通过热敏电阻Rt1来实现的，该热敏电阻通过绝缘垫片固定在散热器VT1上。当VT1被加热时，电阻Rt1减小，这导致光电晶体管VU1的开度更大，并且与上述类似，负载的电压（分别和电流）减小。

逆变器中的脉冲变压器 T1 用于工业用途，来自带有阴极束显像管的过时监视器。工厂版本的变压器具有最佳的初级和次级绕组分层分布，以确保最大的磁耦合并减少绕组漏感。另外，在绕组段之间铺设铜箔制成的静电屏蔽，并且绕组采用绞线制成，以减少集肤效应。

根据所需的总功率来选择变压器，该总功率等于所有负载消耗的功率之和。如果变压器是自制的，其计算公式可参考文献[3]。但制造的主要困难不在于计算，而在于寻找合适的铁氧体以及需要特定的绕组层数分布。同时，监测变压器与计算数据较为一致。

负载电流为 10 A，次级绕组无功电压约为 18 V，功率为 200 ... 250 W，窗口面积为 15 cm2，铁芯横截面为10cm2左右比较合适。初级绕组包含 146.162 匝 0,6 毫米电线。次级 - 2x23 匝 4x00,31 毫米。

电感器 L1 是 10 匝铜线 PEV 0,81 mm 的绕组，在 4 mm 铁氧体棒或尺寸 K12x8x4 mm 的铁氧体环上制成。

逆变器制作在一块印刷电路板上，其示意图如图2所示。晶体管 VT1 从电路板上移除到尺寸为 50x50x10 mm 的单独散热器（电路板上的引脚名称：B - VT1 栅极，K - 漏极，E - 源极）。

表 1 中显示了替换关键晶体管的可能选项，表 2 中列出了其他元件可接受的替换方案。

逆变器板组件安装在一个适当尺寸的外壳内，其前面板上有电流表、电源开关、保险丝和输出端子。

由于存在电源电压而对电路进行的调整应符合安全规定。

首次测试应使用临时连接到电源线断路处的 220 V/100 W 灯进行。当设备通过灯的发光连接到网络时，可以很好地监控电路的启动和负载对转换器的影响，但如果发生意外短路，则不会产生紧急情况。安装期间或使用故障元件时的电路。

调整首先检查发电机微电路和逆变器晶体管的电源电压。 LED 指示灯 HL3 指示输出 1 DA1 处是否存在脉冲，您应该连接汽车灯泡 (12 V)，而不是负载。输出电压由微调电阻器 R14 和电阻器 R2 滑块的中间位置设置。

打开设备后不久，需要关闭并检查无线电组件的热状况。通过改变发电机的频率（选择电容C1）、占空比（电阻R2）、改变变压器T1的次级绕组（如果有的话）的连接，可以设置装置所需的参数。

通过加热（烙铁）热敏电阻 Rt1 来检查热保护。然后输出电压应该下降。

电池充电和恢复技术在[4, 5]中有详细描述。

文学

1. V. Kosenko et al. 反向脉冲 IP。 - 电台，2000 年，第 1 期，S. 42。
2.S·科先科。单周期转换器中电感元件的工作特征。 - 广播，2005 年，第 7 期，S.Z0。
3.A·彼得罗夫。电感器、扼流圈、变压器。 - 业余无线电爱好者，1996 年，第 1 期，S.13。
4. 科诺瓦洛夫副总裁汽车和电池。该中心的系统手册“节能技术”。 - 伊尔库茨克，2009 年。
5. 科诺瓦洛夫副总裁充电装置。该中心的系统手册“节能技术”。 - 伊尔库茨克，2009 年。

作者：V.Konovalov、E.Tsurkan、A.Vanteev，“自动化和远程机械”创意实验室，伊尔库茨克

查看其他文章 部分电压转换器、整流器、逆变器.

读和写 有帮助对这篇文章的评论.

<< 返回

科技、新电子最新动态：

花园疏花机 02.05.2024

在现代农业中，技术进步的目的是提高植物护理过程的效率。创新的 Florix 疏花机在意大利推出，旨在优化采收阶段。该工具配备了移动臂，可以轻松适应花园的需求。操作员可以通过使用操纵杆从拖拉机驾驶室控制细线来调节细线的速度。这种方法显着提高了疏花过程的效率，提供了根据花园的具体条件以及花园中生长的水果的品种和类型进行个性化调整的可能性。经过两年对 Florix 机器在各种水果上的测试，结果非常令人鼓舞。 Filiberto Montanari 等农民使用 Florix 机器多年，他们表示疏花所需的时间和劳动力显着减少。 ... >>

先进的红外显微镜 02.05.2024

显微镜在科学研究中发挥着重要作用，使科学家能够深入研究肉眼看不见的结构和过程。然而，各种显微镜方法都有其局限性，其中之一是使用红外范围时分辨率的限制。但日本东京大学研究人员的最新成果为研究微观世界开辟了新的前景。东京大学的科学家推出了一种新型显微镜，它将彻底改变红外显微镜的功能。这种先进的仪器可以让您在纳米尺度上以惊人的清晰度观察活细菌的内部结构。通常，中红外显微镜受到分辨率低的限制，但日本研究人员的最新进展克服了这些限制。据科学家称，所开发的显微镜可以创建分辨率高达120纳米的图像，比传统显微镜的分辨率高30倍。 ... >>

昆虫空气捕捉器 01.05.2024

农业是经济的关键部门之一，害虫防治是这一过程中不可或缺的一部分。来自西姆拉印度农业研究委员会中央马铃薯研究所 (ICAR-CPRI) 的科学家团队针对这一问题提出了一种创新解决方案——风力昆虫空气捕捉器。该设备通过提供实时昆虫种群数据来解决传统害虫防治方法的缺点。该捕集器完全由风能提供动力，使其成为一种无需电力的环保解决方案。其独特的设计使您能够监测有害和有益昆虫，从而全面了解任何农业地区的昆虫数量。卡皮尔说：“通过在正确的时间评估目标害虫，我们可以采取必要的措施来控制害虫和疾病。” ... >>

来自档案馆的随机新闻

建议的地球冷却方法 20.04.2019

越来越多的专家认为，全球变暖的后果可能对人类造成灾难性的影响，而今天提出的一些斗争方法本身可能就充满了危险。

加利福尼亚行星研究所（美国）的科学家们想出了一种在盐的帮助下拯救人类的意想不到的方法。

科学家罗伯特尼尔森建议，将盐喷到对流层上层可能是解决这个问题的有效方法。这项措施可以“冷却”地球，而不会对其造成威胁。它的小颗粒可能会导致更少的来自太阳的红外线到达我们星球的表面。因此，地球的温度会降低，从而减缓全球变暖的进程。

据报道，科学家建立的计算机模型表明，这种方法可能非常有效。

其他有趣的新闻：

▪ 暗物质头发

免费技术图书馆的有趣材料：