一種正弦波逆變便攜移動電源的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種移動電源，具體涉及一種正弦波逆變便攜移動電源。
【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供電場所或無電地區(qū)用戶對交流電源的需要。可應(yīng)用于無市電區(qū)域，移動場所，太陽能風(fēng)能等新能源領(lǐng)域。
[0003]在一些交通運載、野外測控、可移動武器裝備、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。因此對電源的設(shè)計要求也很高，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、抗干擾強等特點。
[0004]針對某種移動設(shè)備的特定要求，研制了一種簡單實用的車載正弦波逆變電源，采用SPWM工作模式，以最簡單的硬件配置和最通用的器件構(gòu)成整個電路。實驗證明，該電源具有電路簡單、成本低、可靠性高等特點，滿足了實際要求。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明針對上述現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種正弦波逆變便攜移動電源。本系統(tǒng)是根據(jù)有源逆變原理，采用單相全橋逆變電路工作方式，實現(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，并對負(fù)載進行供電。達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電路，所述保護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)動電路TWl，所述推挽式驅(qū)動電路TWl的輸出端連接開關(guān)管SI和開關(guān)管S2。
[0008]進一步地，所述DC/AC逆變電路包括半橋驅(qū)動器、橋式逆變電路、LC濾波電路，所述半橋驅(qū)動器的輸入端與控制電路的輸出端連接，所述半橋驅(qū)動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]進一步地，所述半橋驅(qū)動器采用兩個IR2110集成驅(qū)動電路，所述橋式逆變電路采用四個型號為IRF740的開關(guān)管S3?S6。
[0010]進一步地，所述保護電路包括欠壓保護電路和過流保護電路；所述欠壓保護電路包括:由電阻R3和電阻R4組成的分壓電阻、運算放大器LM2、穩(wěn)壓管D5和三極管Ql ;所述分壓電路的輸出端連接運算放大器LM2的正極輸入端，所述運算放大器LM2的反向輸入端通過穩(wěn)壓管D5提供電壓，所述運算放大器LM2的輸出端通過二極管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)動信號SD0
[0011]進一步地，所述過流保護電路包括:采樣電路、運算放大器、觸發(fā)電路和三極管驅(qū)動電路，所述采樣電路的輸出端連接運算放大器，所述運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)動電路，所述三極管驅(qū)動電路的輸出端與半橋驅(qū)動器連接。
[0012]進一步地，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)明實施例提出的一種正弦波逆變便攜移動電源將直流電作為輸入電壓，通過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)動電路，驅(qū)動DC/DC變換電路以及DC/AC變換電路，在保護上，電路具有欠壓、過壓、過流保護、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，采用了實時反饋控制技術(shù)，使逆變電源的性能得到提高。采用帶電流內(nèi)環(huán)的電壓瞬時值反饋控制，逆變電源動態(tài)性能優(yōu)越和對負(fù)載的適應(yīng)性強。
【附圖說明】
[0014]圖1是本發(fā)明提出的一種正弦波逆變便攜移動電源結(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電路結(jié)構(gòu)圖；
[0018]圖5是本發(fā)明提出的所述過流保護電路結(jié)構(gòu)圖。
【具體實施方式】
[0019]以下結(jié)合附圖對本發(fā)明進行進一步的說明。
[0020]參見圖1，是本發(fā)明提出的一種正弦波逆變便攜移動電源結(jié)構(gòu)圖。
[0021]如圖1所示，一種正弦波逆變便攜移動電源，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電路，所述保護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)明實施例中，正弦波逆變便攜移動電源采用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)動電路TWl，所述推挽式驅(qū)動電路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)，主要是因為在逆變電源接入負(fù)載時，變壓器原邊的電流相對較大，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單。當(dāng)腳11與腳14并聯(lián)使用時，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，可實現(xiàn)對輸出脈沖的封鎖，與外電路適當(dāng)連接，則可以實現(xiàn)欠壓、過流保護功能。利用SG3524內(nèi)部自帶的運算放大器調(diào)節(jié)其輸出的驅(qū)動波形的占空比D，使D>50%，然后經(jīng)過⑶4011反向后，得到對管的驅(qū)動波形的D〈50%，這樣可以保證兩組開關(guān)管驅(qū)動時，有共同的死區(qū)時間。
[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)動器、橋