該逆變器電路簡(jiǎn)單,易于調(diào)試,性能可靠,原理圖如下圖所示。逆變器主要由PWM信號(hào)發(fā)生器、電源開關(guān)電路和逆變輸出電路三部分組成。
一、PWM信號(hào)發(fā)生器
PWM信號(hào)發(fā)生器是采用美國(guó)硅通用公司(SILICon General)生產(chǎn)的雙端輸出式脈寬調(diào)制芯片SG3524來實(shí)現(xiàn)。SG3524的引腳排列及內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖如圖2所示。SG3524內(nèi)部集成了精密基準(zhǔn)電源、誤差放大器、可調(diào)振蕩器、脈沖同步觸發(fā)器、輸出晶體管、高增益比較器、限流檢測(cè)放大器以及關(guān)斷電路。SG3524具有以下特點(diǎn):
(1)PWM控制電路功能完善;
(2)提供推挽和單端兩種輸出模式;
(3)待機(jī)電流低,典型值為8mA;
(4)具有過電流和過熱保護(hù)功能;
SG3524的引腳功能簡(jiǎn)介如下圖所示;
振蕩頻率為:
式中f的單位為可kHz,RT的單位為kΩ,CT的單位μF。定時(shí)電阻RT向定時(shí)電容CT提供恒定的充電電流,CT上生成的鋸齒波信號(hào)與誤差放大器輸出信號(hào)比較,由高增益比較器輸出控制脈沖,實(shí)現(xiàn)對(duì)脈沖寬度的控制。電容CT上的充電電流由RT決定,而CT本身容量的大小則決定了輸出脈沖的寬度。
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二、電源開關(guān)電路
電路由兩個(gè)MOS場(chǎng)效應(yīng)管組成,Ql、Q2兩個(gè)場(chǎng)效應(yīng)管在SG3524的PWM控制脈沖的作用下,交替導(dǎo)通,實(shí)現(xiàn)了由直流電源向交流電源的逆變。
三、逆變輸出電路
主要由輸出變壓器和負(fù)載組成,其功能是經(jīng)變壓器升壓后的220V交流電供給負(fù)載使用。
1、元器件選擇
IC選用SG3524普通型PWM控制器。T變壓器可以選擇一般常見的雙9V的小型變壓器,場(chǎng)效應(yīng)管選擇IRF840,C1選用普通的瓷片電容即可。C2選擇耐壓大于25V、容量0.22~0.47μF的電解電容均可。電阻選用1/8W的小型電阻。RP可調(diào)電阻選用一般的電位器即可。詳見下表。
四、制作印制電路板
用熱轉(zhuǎn)印法制作印制電路板,制作過程:
(1)制圖。用ProteIDXP 2004 SP2按圖1畫出原理圖,從原理圖生成印制電路板圖,參考圖如下圖所示,使用單面敷鋼板,參考尺寸為:80×60mm。
(2)打印。用激光打印機(jī)將印制電路板圖打印在熱轉(zhuǎn)印紙上。
(3)加熱轉(zhuǎn)印。用細(xì)砂紙擦干凈敷銅板,磨平四周,將打印好的熱轉(zhuǎn)印紙覆蓋在敷銅板上,送入照片過塑機(jī)(調(diào)到180.5℃~200℃)來回壓幾次,使融化的墨粉完全吸附在敷銅板上。
(4)腐蝕。敷銅板冷卻后揭去熱轉(zhuǎn)印紙,放到雙氧水+鹽酸+水(2:1:2)混合液或FeC13溶液中腐蝕后即可形成做工精細(xì)的印刷電路板。
(5)鉆孔與后續(xù)處理。腐蝕完后,對(duì)電路板進(jìn)行鉆孔和磨邊處理,再用濕的細(xì)砂紙去掉表面的墨粉。
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五、安裝與調(diào)試
(1)元器件測(cè)試:所有的元器件分別用萬用表測(cè)試參數(shù)及辨別好壞。
(2)元器件裝配:插入集成芯片時(shí)要注意管腳位置,發(fā)光二極管、電解電容器、場(chǎng)效應(yīng)管要注意極性,場(chǎng)效應(yīng)管加裝散熱片。
(3)焊接:元件焊接時(shí)要依就由低到高的順序焊接,導(dǎo)線焊接時(shí)要預(yù)先鍍錫,焊接時(shí)間不要太長(zhǎng),以免把元件燙壞,但也不要時(shí)間過短,以免造成虛焊。
(4)調(diào)試:通電前除對(duì)元器件進(jìn)行目觀檢查有無錯(cuò)漏外,還要用萬用表的電阻擋檢查逆變器的電源輸入端,看有無短路現(xiàn)象,在排除了無短路故障后,方可通電進(jìn)行調(diào)試。
通電時(shí),可用萬用表電壓擋監(jiān)測(cè)電源電壓,如果電壓維持在12V左右,說明電路基本正常,逆變器或負(fù)載無短路現(xiàn)象,若電壓低于正常值較多,可能存在有短路故障,要盡快切斷電源,查清原因,待故障排除后,方可繼續(xù)通電調(diào)試。
連接逆變輸出電路,按圖1將變壓器初級(jí)分別與場(chǎng)效應(yīng)管Q1、Q2的漏極連接,變壓器次級(jí)與節(jié)能燈連接。
如果節(jié)能燈無法點(diǎn)亮,首先要檢查PWM信號(hào)發(fā)生器是否有正常的脈沖輸出。檢查的方法,可用示波器測(cè)量SG3524的第③腳,電路正常時(shí),應(yīng)該有矩形脈沖波輸出。其次要檢查逆變器的輸出端的電壓值,正常時(shí)此電壓值應(yīng)該在220V左右,如果電壓太低甚至無電壓,應(yīng)重點(diǎn)檢查電源開關(guān)電路。若節(jié)能燈暗或一閃一閃,可調(diào)節(jié)RP使燈正常工作。
六、逆變器的主要參數(shù)測(cè)試
在實(shí)際應(yīng)中輸入直流電壓12V采用蓄電池,作為實(shí)訓(xùn)項(xiàng)目測(cè)試可用直流穩(wěn)壓電源。通過示波器可觀察電源開關(guān)電路場(chǎng)效應(yīng)管Q1、Q2漏極的電壓波形、逆變器輸出電壓波形,測(cè)試時(shí)應(yīng)注意示波器的探棒至衰減10倍擋,以避免電壓過高損壞儀器。
用頻率計(jì)測(cè)逆變器的輸出頻率,用萬用表測(cè)逆變器的輸出電壓有效值。逆變器的主要參數(shù)測(cè)試數(shù)據(jù)如表所示。
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