一種基於過壓保護電路的逆變系統的製作方法

2023-06-03 00:28:41 1

本發明涉及電子領域，具體的說，是一種基於過壓保護電路的逆變系統。

背景技術：

逆變系統是把直流電能(電池、蓄電瓶)轉變成交流電(一般為220V，50Hz正弦波)。逆變系統廣泛適用於空調、家庭影院、電動砂輪、電動工具、縫紉機、DVD、VCD、電腦、電視、洗衣機、抽油煙機、冰箱，錄像機、按摩器、風扇、照明等。隨著科技的發展，上述的電子產品也在不斷的發展，因此對逆變系統輸出電壓的穩定性和負載能力的要求也越來越高。然而，現有的逆變系統逆變後輸出的交流電壓不穩定；並且現有的逆變系統還存在的負載能力差的問題，即現有的逆變系統僅為額定負載的40-60％，不能滿足人們的要求。

因此，提供一種既能輸出穩定的電壓，又能提高負載能力的逆變系統是當務之急。

技術實現要素：

本發明的目的在於克服現有技術中的現有的逆變系輸出的電壓不穩定，負載能力差的缺陷，提供的一種基於過壓保護電路的逆變系統。

本發明通過以下技術方案來實現：一種基於過壓保護電路的逆變系統，主要由逆變晶片U，變壓器T，三極體VT1，正極與三極體VT1的基極相連接、負極接地的極性電容C1，P極經電感L1後與三極體VT1的發射極相連接、N極經電阻R1後與極性電容C1的負極相連接的二極體D1，一端與逆變晶片U的COUT管腳相連接、另一端與逆變晶片U的REF管腳相連接的電阻R3，負極與逆變晶片U的DT管腳相連接、正極與逆變晶片U的REF管腳相連接的極性電容C3，正極經電阻R2後與極性電容C3的正極相連接、負極經電阻R4後與極性電容C3的負極相連接的極性電容C2，正極與變壓器T副邊電感線圈的非同名端相連接、負極接地的極性電容C19，N極與變壓器T副邊電感線圈的非同名端相連接、P極與極性電容C19的負極相連接的穩壓二極體D13，正極與變壓器T副邊電感線圈的同名端相連接、負極經電感L2後與極性電容C19的負極相連接的極性電容C18，負極經電阻R24後與逆變晶片U的VCC管腳相連接、正極與逆變晶片U的C2管腳相連接的極性電容C17，一端與逆變晶片U的GND管腳相連接、另一端接地的電阻R14，分別與二極體D1的N極和逆變晶片U以及與極性電容C2的正極相連接的比較放大電路，分別與比較放大電路和逆變晶片U相連接的電壓檢測電路，分別與逆變晶片U的C1管腳和E1管腳以及變壓器T相連接的壓控振蕩電路，以及串接在壓控振蕩電路與極性電容C18的負極之間的過壓保護電路組成；所述極性電容C2的負極與逆變晶片U的+IN2管腳相連接後接地；所述三極體VT1的集電極分別與極性電容C17的負極和逆變晶片U的C1管腳相連接；所述壓控振蕩電路還與電壓檢測電路相連接；所述變壓器T副邊電感線圈的非同名端與穩壓二極體D13的P極共同形成輸出端。

進一步的，所述過壓保護電路由場效應管MOS2，三極體VT9，三極體VT10，正極經電阻R20後與場效應管MOS2的源極相連接、負極經電阻R27後與三極體VT9的發射極相連接的極性電容C20，P極經電阻R26後與場效應管MOS2的源極相連接、N極順次經電阻R29和電阻R31後與三極體VT9的基極相連接的二極體D14，正極與三極體VT9的基極相連接、負極經電阻R28後與三極體VT9的發射極相連接的極性電容C21，N極與三極體VT10的發射極相連接後接地、P極經電阻R33後與極性電容C21的負極相連接的二極體D16，N極與三極體VT9的基極相連接、P極經電阻R34後與三極體VT10的集電極相連接的二極體D15，一端與極性電容C21的負極相連接、另一端與二極體D15的P極相連接的可調電阻R32，正極經電阻R30後與場效應管MOS2的漏極相連接、負極接地的極性電容C22，正極與場效應管MOS2的漏極相連接、負極與二極體D15的P極相連接的極性電容C23，P極與場效應管MOS2的漏極相連接、N極經電阻R35後與三極體VT10的集電極相連接的穩壓二極體D17，以及一端與穩壓二極體D17的N極相連接、另一端與三極體VT10的基極相連接的熱敏電阻RT組成；所述三極體VT9的發射極接地；所述場效應管MOS2的源極還與壓控振蕩電路相連接；所述穩壓二極體D17的N極與極性電容C18的負極相連接。

所述比較放大電路由三極體VT2，三極體VT3，三極體VT4，N極與極性電容C2的正極相連接、P極與三極體VT2的基極相連接的二極體D2，負極經電阻R5後與三極體VT3的基極相連接、正極與三極體VT2的基極相連接的極性電容C4，P極與三極體VT3的集電極相連接、N極經電阻R6後與三極體VT2的發射極相連接的二極體D3，正極與逆變晶片U的-IN2管腳相連接、負極與三極體VT3的發射極相連接的極性電容C5，N極與逆變晶片U的PWM管腳相連接、P極經電阻R7後與二極體D3的N極相連接的二極體D5，負極與三極體VT3的發射極相連接、正極與二極體D5的P極相連接的極性電容C6，正極經電阻R8後與三極體VT2的集電極相連接、負極與三極體VT4的集電極相連接的極性電容C7，P極與三極體VT2的集電極相連接、N極與三極體VT4的集電極相連接的二極體D4，以及一端與二極體D5的P極相連接、另一端與三極體VT4的集電極相連接後接地的電阻R9組成；所述三極體VT3的基極還與二極體D1的N極相連接；所述二極體D1的P極和N極共同形成輸入端；所述三極體VT4的發射極與電壓檢測電路相連接、其基極與逆變晶片U的-IN1管腳相連接。

所述電壓檢測電路由三極體VT5，正極與三極體VT4的發射極相連接、負極接地的極性電容C8，P極與極性電容C8的負極相連接、N極經電阻R10後與逆變晶片U的+IN1管腳相連接的二極體D6，P極經電阻R11後與逆變晶片U的+IN1管腳相連接、N極與三極體VT5的發射極相連接的二極體D7，正極與逆變晶片U的CT管腳相連接、負極與三極體VT5的基極相連接的極性電容C9，一端與逆變晶片U的RT管腳相連接、另一端與三極體VT5的發射極相連接的可調電阻R12，正極與三極體VT5的發射極相連接、負極經電阻R13後與二極體D7的N極相連接的極性電容C10，以及負極與極性電容C10的負極相連接、正極經電阻R20後與逆變晶片U的E2管腳相連接的極性電容C11組成；所述二極體D6的比較與三極體VT5的集電極相連接；所述極性電容C9的正極還與逆變晶片U的RT管腳相連接；所述極性電容C10的負極還與壓控振蕩電路相連接。

所述壓控振蕩電路由三極體VT6，三極體VT7，三極體VT8，場效應管MOS1，P極與三極體VT7的基極相連接、N極與逆變晶片U的E1管腳相連接的二極體D8，正極經電阻R21後與場效應管MOS1的漏極相連接、負極與三極體VT7的基極相連接的極性電容C16，正極與三極體VT7的集電極相連接、負極經電阻R19後與場效應管MOS1的柵極相連接的極性電容C15，負極經電阻R17後與三極體VT8的基極相連接、正極與三極體VT6的基極相連接的極性電容C12，P極經電阻R15後與三極體VT6的發射極相連接、N極與三極體VT8的基極相連接的二極體D9，負極與三極體VT8的集電極相連接、正極經電阻R25後與變壓器T原邊電感線圈的非同名端相連接的極性電容C14，P極經電阻R23後與三極體VT7的發射極相連接、N極與變壓器T原邊電感線圈的同名端相連接的穩壓二極體D12，正極經電阻R18後與極性電容C14的正極相連接、負極經電阻R16後與三極體VT8的發射極相連接的極性電容C13，N極與場效應管MOS1的源極相連接、P極經電阻R22後與極性電容C13的正極相連接的二極體D11，以及P極與三極體VT8的發射極相連接後接地、N極與極性電容C13的負極相連接的二極體D10組成；所述極性電容C16的正極還與逆變晶片U的C1管腳相連接；所述三極體VT7的基極還與三極體VT6的集電極相連接；所述極性電容C15的負極還與三極體VT8的基極相連接；所述二極體D9的N極還與場效應管MOS2的源極相連接、其P極則與極性電容C10的負極相連接。

為了本發明的實際使用效果，所述逆變晶片U則優先採用TL494集成晶片來實現。

本發明與現有技術相比，具有以下優點及有益效果：

(1)本發明能提高逆變後的電壓的耐壓性和動態範圍，並且能將逆變後的電壓電流的中間零點偏移控制在0.5nA以內，從而確保了本發明輸出的交流電壓的穩定性；並且本發明還能降低逆變時電壓電流的洩露電流和損耗電流，並能抑制輸出電流的異常波動，從而提高了本發明的負載能力，即本發明的負載能力為額定負載的80-95％。

(2)本發明能對輸出電壓的瞬間高電壓進行消除或抑制，從而確保了本發明的輸出電壓的穩定性。

(3)本發明的逆變晶片U採用TL494集成晶片來實現，並且該晶片與外部電路相結合，能提高本發明輸出的交流電壓的穩定性，有效的提高本發明的負載能力。

附圖說明

圖1為本發明的整體結構示意圖。

圖2為本發明的過壓保護電路的電路結構示意圖。

具體實施方式

下面結合實施例及其附圖對本發明作進一步地詳細說明，但本發明的實施方式不限於此。

實施例

如圖1所示，本發明主要由逆變晶片U，變壓器T，三極體VT1，電阻R1，電阻R2，電阻R3，電阻R4，電阻R14，電阻R24，極性電容C1，極性電容C2，極性電容C3，極性電容C17，極性電容C18，極性電容C19，二極體D1，穩壓二極體D13，電感L1，電感L2，過壓保護電路，比較放大電路，電壓檢測電路，以及壓控振蕩電路組成。

連接時，極性電容C1的正極與三極體VT1的基極相連接，其負極則接地。二極體D1的P極經電感L1後與三極體VT1的發射極相連接，其N極則經電阻R1後與極性電容C1的負極相連接。電阻R3的一端與逆變晶片U的COUT管腳相連接，其另一端則與逆變晶片U的REF管腳相連接。極性電容C3的負極與逆變晶片U的DT管腳相連接，其正極則與逆變晶片U的REF管腳相連接。

其中，極性電容C2的正極經電阻R2後與極性電容C3的正極相連接，其負極則經電阻R4後與極性電容C3的負極相連接。極性電容C19的正極與變壓器T副邊電感線圈的非同名端相連接，其負極則接地。穩壓二極體D13的N極與變壓器T副邊電感線圈的非同名端相連接，其P極則與極性電容C19的負極相連接。極性電容C18的正極與變壓器T副邊電感線圈的同名端相連接，其負極則經電感L2後與極性電容C19的負極相連接。

同時，極性電容C17的負極經電阻R24後與逆變晶片U的VCC管腳相連接，其正極則與逆變晶片U的C2管腳相連接。電阻R14的一端與逆變晶片U的GND管腳相連接，其另一端則接地。比較放大電路分別與二極體D1的N極和逆變晶片U以及與極性電容C2的正極相連接。電壓檢測電路分別與比較放大電路和逆變晶片U相連接。壓控振蕩電路分別與逆變晶片U的C1管腳和E1管腳以及變壓器T相連接。過壓保護電路串接在壓控振蕩電路與極性電容C18的負極之間。

所述極性電容C2的負極與逆變晶片U的+IN2管腳相連接後接地；所述三極體VT1的集電極分別與極性電容C17的負極和逆變晶片U的C1管腳相連接；所述壓控振蕩電路還與電壓檢測電路相連接；所述變壓器T副邊電感線圈的非同名端與穩壓二極體D13的P極共同形成逆變系統的輸出端並與負載相連接；所述二極體D1的P極和N極共同形成逆變系統的輸入端。為了本發明的實際使用效果，所述逆變晶片U則優先採用TL494集成晶片來實現。

進一步地，所述比較放大電路由三極體VT2，三極體VT3，三極體VT4，電阻R5，電阻R6，電阻R7，電阻R8，電阻R9，極性電容C4，極性電容C5，極性電容C6，極性電容C7，二極體D2，二極體D3，二極體D4，以及二極體D5組成。

連接時，二極體D2的N極與極性電容C2的正極相連接，其P極則與三極體VT2的基極相連接。極性電容C4的負極經電阻R5後與三極體VT3的基極相連接，其正極則與三極體VT2的基極相連接。二極體D3的P極與三極體VT3的集電極相連接，其N極則經電阻R6後與三極體VT2的發射極相連接。極性電容C5的正極與逆變晶片U的-IN2管腳相連接，其負極則與三極體VT3的發射極相連接。

同時，二極體D5的N極與逆變晶片U的PWM管腳相連接，其P極則經電阻R7後與二極體D3的N極相連接。極性電容C6的負極與三極體VT3的發射極相連接，其正極則與二極體D5的P極相連接。極性電容C7的正極經電阻R8後與三極體VT2的集電極相連接，其負極則與三極體VT4的集電極相連接。二極體D4的P極與三極體VT2的集電極相連接，其N極則與三極體VT4的集電極相連接。電阻R9的一端與二極體D5的P極相連接，其另一端則與三極體VT4的集電極相連接後接地。

所述三極體VT3的基極還與二極體D1的N極相連接；所述二極體D1的P極和N極共同形成輸入端；所述三極體VT4的發射極與電壓檢測電路相連接、其基極與逆變晶片U的-IN1管腳相連接。

更進一步地，所述電壓檢測電路由三極體VT5，電阻R10，電阻R11，可調電阻R12，電阻R13，電阻R20，極性電容C8，極性電容C9，極性電容C10，極性電容C11，二極體D6，以及二極體D7組成。

連接時，極性電容C8的正極與三極體VT4的發射極相連接，其負極則接地。二極體D6的P極與極性電容C8的負極相連接，其N極則經電阻R10後與逆變晶片U的+IN1管腳相連接。二極體D7的P極經電阻R11後與逆變晶片U的+IN1管腳相連接，其N極則與三極體VT5的發射極相連接。極性電容C9的正極與逆變晶片U的CT管腳相連接，其負極則與三極體VT5的基極相連接。

同時，可調電阻R12的一端與逆變晶片U的RT管腳相連接，其另一端則與三極體VT5的發射極相連接。極性電容C10的正極與三極體VT5的發射極相連接，其負極則經電阻R13後與二極體D7的N極相連接。極性電容C11的負極與極性電容C10的負極相連接，其正極則經電阻R20後與逆變晶片U的E2管腳相連接。

所述二極體D6的比較與三極體VT5的集電極相連接；所述極性電容C9的正極還與逆變晶片U的RT管腳相連接；所述極性電容C10的負極還與壓控振蕩電路相連接。

再進一步地，所述壓控振蕩電路由三極體VT6，三極體VT7，三極體VT8，場效應管MOS1，電阻R15，電阻R16，電阻R17，電阻R18，電阻R19，電阻R21，電阻R22，電阻R23，電阻R25，極性電容C12，極性電容C13，極性電容C14，極性電容C15，極性電容C6，二極體D8，二極體D9，二極體D10，二極體D11，以及穩壓二極體D12組成。

連接時，二極體D8的P極與三極體VT7的基極相連接，其N極則與逆變晶片U的E1管腳相連接。極性電容C16的正極經電阻R21後與場效應管MOS1的漏極相連接，其負極則與三極體VT7的基極相連接。極性電容C15的正極與三極體VT7的集電極相連接，其負極則經電阻R19後與場效應管MOS1的柵極相連接。極性電容C12的負極經電阻R17後與三極體VT8的基極相連接，其正極與三極體VT6的基極相連接。

其中，二極體D9的P極經電阻R15後與三極體VT6的發射極相連接，其N極則與三極體VT8的基極相連接。極性電容C14的負極與三極體VT8的集電極相連接，其正極則經電阻R25後與變壓器T原邊電感線圈的非同名端相連接。穩壓二極體D12的P極經電阻R23後與三極體VT7的發射極相連接，其N極則與變壓器T原邊電感線圈的同名端相連接。

同時，極性電容C13的正極經電阻R18後與極性電容C14的正極相連接，其負極則經電阻R16後與三極體VT8的發射極相連接。二極體D11的N極與場效應管MOS1的源極相連接，其P極經則電阻R22後與極性電容C13的正極相連接。二極體D10的P極與三極體VT8的發射極相連接後接地，其N極則與極性電容C13的負極相連接。

所述極性電容C16的正極還與逆變晶片U的C1管腳相連接；所述三極體VT7的基極還與三極體VT6的集電極相連接；所述極性電容C15的負極還與三極體VT8的基極相連接；所述二極體D9的N極還與場效應管MOS2的源極相連接、其P極則與極性電容C10的負極相連接。

如圖2所示，所述過壓保護電路由場效應管MOS2，三極體VT9，三極體VT10，電阻R26，電阻R27，電阻R28，電阻R29，電阻R30，電阻R31，可調電阻R32，電阻R33，電阻R34，電阻R35，極性電容C20，極性電容C21，極性電容C22，極性電容C23，二極體D14，二極體D15，二極體D16，穩壓二極體D17，以及熱敏電阻RT組成。

連接時，極性電容C20的正極經電阻R20後與場效應管MOS2的源極相連接，負極經電阻R27後與三極體VT9的發射極相連接。二極體D14的P極經電阻R26後與場效應管MOS2的源極相連接，N極則順次經電阻R29和電阻R31後與三極體VT9的基極相連接。極性電容C21的正極與三極體VT9的基極相連接，負極則經電阻R28後與三極體VT9的發射極相連接。

其中，二極體D16的N極與三極體VT10的發射極相連接後接地，P極經電阻R33後與極性電容C21的負極相連接。二極體D15的N極與三極體VT9的基極相連接，P極經電阻R34後與三極體VT10的集電極相連接。可調電阻R32的一端與極性電容C21的負極相連接，另一端與二極體D15的P極相連接。極性電容C22的正極經電阻R30後與場效應管MOS2的漏極相連接，負極接地。

同時，極性電容C23的正極與場效應管MOS2的漏極相連接，負極與二極體D15的P極相連接。穩壓二極體D17P極與場效應管MOS2的漏極相連接，N極經電阻R35後與三極體VT10的集電極相連接。熱敏電阻RT的一端與穩壓二極體D17的N極相連接，另一端與三極體VT10的基極相連接。所述三極體VT9的發射極接地；所述場效應管MOS2的源極還與壓控振蕩電路相連接；所述穩壓二極體D17的N極與極性電容C18的負極相連接。

運行時，本發明能提高逆變後的電壓的耐壓性和動態範圍，並且能將逆變後的電壓電流的中間零點偏移控制在0.5nA以內，從而確保了本發明輸出的交流電壓的穩定性；並且本發明還能降低逆變時電壓電流的洩露電流和損耗電流，並能抑制輸出電流的異常波動，從而提高了本發明的負載能力，即本發明的負載能力為額定負載的80-95％。

同時，本發明能對輸出電壓的瞬間高電壓進行消除或抑制，從而確保了本發明的輸出電壓的穩定性。本發明的逆變晶片U採用TL494集成晶片來實現，並且該晶片與外部電路相結合，能提高本發明輸出的交流電壓的穩定性，有效的提高本發明的負載能力。

按照上述實施例，即可很好的實現本發明。