一種正弦波逆變便攜移動(dòng)電源的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種移動(dòng)電源，具體涉及一種正弦波逆變便攜移動(dòng)電源。
【背景技術(shù)】
[0002]逆變器是將12V或24V的直流電轉(zhuǎn)換成230V、50Hz交流電或其它類型的交流電。它輸出的交流電可用于各類設(shè)備最大限度地滿足移動(dòng)供電場(chǎng)所或無(wú)電地區(qū)用戶對(duì)交流電源的需要。可應(yīng)用于無(wú)市電區(qū)域，移動(dòng)場(chǎng)所，太陽(yáng)能風(fēng)能等新能源領(lǐng)域。
[0003]在一些交通運(yùn)載、野外測(cè)控、可移動(dòng)武器裝備、工程修理車等設(shè)備中都配有不同規(guī)格的電源。通常這些設(shè)備工作空間狹小，環(huán)境惡劣，干擾大。因此對(duì)電源的設(shè)計(jì)要求也很高，除了具有良好的電氣性能外，還必須具備體積小、重量輕、成本低、可靠性高、抗干擾強(qiáng)等特點(diǎn)。
[0004]針對(duì)某種移動(dòng)設(shè)備的特定要求，研制了一種簡(jiǎn)單實(shí)用的車載正弦波逆變電源，采用SPWM工作模式，以最簡(jiǎn)單的硬件配置和最通用的器件構(gòu)成整個(gè)電路。實(shí)驗(yàn)證明，該電源具有電路簡(jiǎn)單、成本低、可靠性高等特點(diǎn)，滿足了實(shí)際要求。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明針對(duì)上述現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種正弦波逆變便攜移動(dòng)電源。本系統(tǒng)是根據(jù)有源逆變?cè)?，采用單相全橋逆變電路工作方式，?shí)現(xiàn)把鋰電池(蓄電池便攜式)直流電源5v轉(zhuǎn)換成交流電源11(^，50!12或者22(^—11(^自適應(yīng)，50HZ，并對(duì)負(fù)載進(jìn)行供電。達(dá)到的性能要求就是轉(zhuǎn)換出穩(wěn)定的工頻電源，供給野外無(wú)交流的一些電器如車燈，音像，筆記本電池，焊接，應(yīng)急續(xù)航等等使用。
[0006]本發(fā)明采用的技術(shù)方案是:一種正弦波逆變便攜移動(dòng)電源，包括:蓄電池、高頻升壓逆變電路、整流電路、采樣電路、控制電路、保護(hù)電路、逆變橋逆變電路、和輸出濾波電路；所述蓄電池的輸出端連接高頻升壓逆變電路，所述高頻升壓逆變電路的輸出端連接整流電路，所述整流電路的輸出端連接逆變橋逆變電路和采樣電路，所述采樣電路的輸出端通過(guò)PI調(diào)節(jié)器與控制電路的輸入端連接，所述控制電路的輸出端連接保護(hù)電路，所述保護(hù)電路與所述蓄電池連接，所述逆變橋逆變電路的輸出端連接輸出濾波電路，所述輸出濾波電路的輸出端連接負(fù)載。
[0007]進(jìn)一步地，所述高頻升壓逆變電路包括:DC/DC轉(zhuǎn)換電路和DC/AC逆變電路，所述DC/DC轉(zhuǎn)換電路包括推挽式驅(qū)動(dòng)電路TW1、整流濾波電路、變壓器T、開關(guān)管SI和開關(guān)管S2，所述變壓器T的原邊中間抽頭與蓄電池BTl連接，所述變壓器T的原邊的兩端分別與開關(guān)管SI和開關(guān)管S2連接，所述變壓器T的次邊通過(guò)整流濾波電路與采樣電路連接，所述采樣電路的輸出端連接控制電路，所述控制電路的輸出端連接推挽式驅(qū)動(dòng)電路TWl，所述推挽式驅(qū)動(dòng)電路TWl的輸出端連接開關(guān)管SI和開關(guān)管S2。
[0008]進(jìn)一步地，所述DC/AC逆變電路包括半橋驅(qū)動(dòng)器、橋式逆變電路、LC濾波電路，所述半橋驅(qū)動(dòng)器的輸入端與控制電路的輸出端連接，所述半橋驅(qū)動(dòng)器的輸出端連接橋式逆變電路，所述橋式逆變電路的輸出端連接LC濾波電路。
[0009]進(jìn)一步地，所述半橋驅(qū)動(dòng)器采用兩個(gè)IR2110集成驅(qū)動(dòng)電路，所述橋式逆變電路采用四個(gè)型號(hào)為IRF740的開關(guān)管S3?S6。
[0010]進(jìn)一步地，所述保護(hù)電路包括欠壓保護(hù)電路和過(guò)流保護(hù)電路；所述欠壓保護(hù)電路包括:由電阻R3和電阻R4組成的分壓電阻、運(yùn)算放大器LM2、穩(wěn)壓管D5和三極管Ql ;所述分壓電路的輸出端連接運(yùn)算放大器LM2的正極輸入端，所述運(yùn)算放大器LM2的反向輸入端通過(guò)穩(wěn)壓管D5提供電壓，所述運(yùn)算放大器LM2的輸出端通過(guò)二極管D6和電阻R7與三極管Ql的基極連接，所述三極管Ql的集電極輸出驅(qū)動(dòng)信號(hào)SD0
[0011]進(jìn)一步地，所述過(guò)流保護(hù)電路包括:采樣電路、運(yùn)算放大器、觸發(fā)電路和三極管驅(qū)動(dòng)電路，所述采樣電路的輸出端連接運(yùn)算放大器，所述運(yùn)算放大器的輸出端連接觸發(fā)電路，所述觸發(fā)電路的輸出端連接三極管驅(qū)動(dòng)電路，所述三極管驅(qū)動(dòng)電路的輸出端與半橋驅(qū)動(dòng)器連接。
[0012]進(jìn)一步地，所述蓄電池采用磷酸鐵鋰電池。
[0013]本發(fā)明的有益效果為:本發(fā)明實(shí)施例提出的一種正弦波逆變便攜移動(dòng)電源將直流電作為輸入電壓，通過(guò)升壓電路和全橋逆變電路構(gòu)成系統(tǒng)主電路，利用閉環(huán)反饋調(diào)節(jié)控制輸出電壓，在控制電路上，以SG3524控制驅(qū)動(dòng)電路，驅(qū)動(dòng)DC/DC變換電路以及DC/AC變換電路，在保護(hù)上，電路具有欠壓、過(guò)壓、過(guò)流保護(hù)、輸出短路自恢復(fù)和頻率可調(diào)，以及輸出電壓可調(diào)等功能，其系統(tǒng)效率高，性能穩(wěn)定，采用了實(shí)時(shí)反饋控制技術(shù)，使逆變電源的性能得到提高。采用帶電流內(nèi)環(huán)的電壓瞬時(shí)值反饋控制，逆變電源動(dòng)態(tài)性能優(yōu)越和對(duì)負(fù)載的適應(yīng)性強(qiáng)。
【附圖說(shuō)明】
[0014]圖1是本發(fā)明提出的一種正弦波逆變便攜移動(dòng)電源結(jié)構(gòu)圖；
[0015]圖2是本發(fā)明提出的所述高頻升壓逆變電路中的DC/DC轉(zhuǎn)換電路結(jié)構(gòu)圖；
[0016]圖3是本發(fā)明提出的所述高頻升壓逆變電路中的DC/AC轉(zhuǎn)換電路圖；
[0017]圖4是本發(fā)明提出的所述的欠壓保護(hù)電路結(jié)構(gòu)圖；
[0018]圖5是本發(fā)明提出的所述過(guò)流保護(hù)電路結(jié)構(gòu)圖。
【具體實(shí)施方式】
[0019]以下結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明進(jìn)行進(jìn)一步的說(shuō)明。
[0020]參見圖1，是本發(fā)明提出的一種正弦波逆變便攜移動(dòng)電源結(jié)構(gòu)圖。
[0021]如圖1所示，一種正弦波逆變便攜移動(dòng)電源，包括:蓄電池、高頻升壓逆變電路、整流電路、采樣電路、控制電路、保護(hù)電路、逆變橋逆變電路、和輸出濾波電路；所述蓄電池的輸出端連接高頻升壓逆變電路，所述高頻升壓逆變電路的輸出端連接整流電路，所述整流電路的輸出端連接逆變橋逆變電路和采樣電路，所述采樣電路的輸出端通過(guò)PI調(diào)節(jié)器與控制電路的輸入端連接，所述控制電路的輸出端連接保護(hù)電路，所述保護(hù)電路與所述蓄電池連接，所述逆變橋逆變電路的輸出端連接輸出濾波電路，所述輸出濾波電路的輸出端連接負(fù)載。
[0022]本發(fā)明實(shí)施例中，逆變電源輸入端為蓄電池+12V，容量90A *h，輸出端為工頻方波電壓 50Hz，220V。
[0023]本發(fā)明實(shí)施例中，正弦波逆變便攜移動(dòng)電源采用DC/DC變換和DC/AC逆變，首先由DC/DC變換將DCl2V電壓逆變?yōu)楦哳l方波，經(jīng)高頻升壓變壓器升壓，再整流濾波得到一個(gè)穩(wěn)定的約320V直流電壓；然后再由DC/AC變換以方波逆變的方式，將穩(wěn)定的直流電壓逆變成有效值稍大于220V的方波電壓；再經(jīng)LC工頻濾波得到有效值為220V的50Hz交流電壓，以驅(qū)動(dòng)負(fù)載，功能完整，結(jié)構(gòu)緊湊。
[0024]參見圖2，是本發(fā)明提出的所述高頻升壓逆變電路中的DC/DC轉(zhuǎn)換電路結(jié)構(gòu)圖。
[0025]如圖2所示，所述高頻升壓逆變電路包括:DC/DC轉(zhuǎn)換電路和DC/AC逆變電路，所述DC/DC轉(zhuǎn)換電路包括推挽式驅(qū)動(dòng)電路TW1、整流濾波電路、變壓器T、開關(guān)管SI和開關(guān)管S2，所述變壓器T的原邊中間抽頭與蓄電池BTl連接，所述變壓器T的原邊的兩端分別與開關(guān)管SI和開關(guān)管S2連接，所述變壓器T的次邊通過(guò)整流濾波電路與采樣電路連接，所述采樣電路的輸出端連接控制電路，所述控制電路的輸出端連接推挽式驅(qū)動(dòng)電路TWl，所述推挽式驅(qū)動(dòng)電路TWl的輸出端連接開關(guān)管SI和開關(guān)管S2。
[0026]本發(fā)明實(shí)施例中，由于變壓器原邊電壓比較低，為了提高變壓器的利用率，降低成本，采用推挽式電路，原邊中心抽頭接蓄電池，兩端用開關(guān)管控制，交替工作，可以提高轉(zhuǎn)換效率。而推挽式電路用的開關(guān)器件少，雙端工作的變壓器的體積比較小，可提高占空比，增大輸出功率。
[0027]本發(fā)明實(shí)施例中，開關(guān)管SI和S2各采用IRF32055只并聯(lián)，之所以并聯(lián)，主要是因?yàn)樵谀孀冸娫唇尤胴?fù)載時(shí)，變壓器原邊的電流相對(duì)較大，并聯(lián)可以分流，可有效地減少開關(guān)管的功耗，不至于造成損壞。
[0028]本發(fā)明實(shí)施例中，PWM控制電路采用SG3524芯片，該芯片是一種電壓型開關(guān)電源集成控制器，具有輸出限流，開關(guān)頻率可調(diào)，誤差放大，脈寬調(diào)制比較器和關(guān)斷電路，其產(chǎn)生PWM方波所需的外圍線路很簡(jiǎn)單。當(dāng)腳11與腳14并聯(lián)使用時(shí)，輸出脈沖的占空比為O?95%，脈沖頻率等于振蕩器頻率的1/2。當(dāng)腳10(關(guān)斷端)加高電平時(shí)，可實(shí)現(xiàn)對(duì)輸出脈沖的封鎖，與外電路適當(dāng)連接，則可以實(shí)現(xiàn)欠壓、過(guò)流保護(hù)功能。利用SG3524內(nèi)部自帶的運(yùn)算放大器調(diào)節(jié)其輸出的驅(qū)動(dòng)波形的占空比D，使D>50%，然后經(jīng)過(guò)⑶4011反向后，得到對(duì)管的驅(qū)動(dòng)波形的D〈50%，這樣可以保證兩組開關(guān)管驅(qū)動(dòng)時(shí)，有共同的死區(qū)時(shí)間。
[0029]參見圖3，是本發(fā)明提出的所述高頻升壓逆變電路中的DC/AC轉(zhuǎn)換電路圖；
[0030]如圖3所示，所述DC/AC逆變電路包括半橋驅(qū)動(dòng)器、橋