專利名稱：逆變器的制作方法
技術領域：
本實用新型屬于一種逆變器。
目前的逆變技術如專利95209654.4不間斷逆變電源，專利94204287.5一種新型逆變電源機等技術雖已成熟，但成本相對于民用市場仍太高，目前主要應用在工業領域，而民用市場上的現有低價位逆變器，成本雖低，但運行可靠性很低，易損環，返修率很高。
本實用新型的目的是針對現有逆變器的技術成本高，可靠性低的缺點，提供一種低成本，低價格，而運行可靠性極高，性能價格比極佳的逆變器。
本實用新型在市電220V供電時，由A、N端輸入，合上開關S1，控制板NBQ-K1上繼電器J1合上，220V加到變壓器B1上，經開關K2由a、N端輸出。調節開關K1和K2均可調節輸出電壓，同時，如接上蓄電池B，則可對其充電，充電電流大小由開關K1調節。此時，逆變器作調壓器和蓄電池充電器；市電停電時，如蓄電池B已接上，開關S2合上，則逆變器將自動轉換到逆變運行，經a、N端輸出50HZ交流電，輸出電壓由開關K2調節；本實用新型主要由變壓器B1、B2,NPN三極管T1、T2,PNP三極管T3、T4，控制板NBQ-K1，電容C，開關K1、K2、S1、S2，熔斷器F1，交流電壓表V1，直流電壓表V2，直流電流表A，發光二極管L1～L4，電阻R28、R29、R46等組成；變壓器B1具有六個繞組，繞組間相互絕緣，繞組(Ⅰ)為一次，具有多抽頭，繞組(Ⅱ)～(Ⅵ)為二次，繞組(Ⅱ)的末端和(Ⅲ)的首端聯接出線與蓄電池B的負極聯接。三極管T1的發射極接變壓器B1的二次繞組(Ⅱ)的首端，其基極接B1的二次繞組(Ⅴ)的首端，繞組(Ⅴ)的末端接T3的集電極，T3的基極接控制板NBQ-K1的P2B1端；T2的發射極接變壓器B1繞組(Ⅲ)的末端，其基極接B1繞組(Ⅵ)的末端，繞組(Ⅵ)的首端接T 4的集電極，T4的基極接控制板NBQ-K1的P1B1端；T1、T2的集電極與T3、T4的發射極聯接起來(均接安裝散熱器)再引出導線接蓄電池B的正極。二極管D1的陽極接三極管T1的發射極，D1的陰極接分流器FL，FL的另一端接T1的集電極。二極管D2的陽極接T2的發射極，D2的陰極接T2的集電極。T1～T4的EB結間均分別并聯一個約10歐姆的電阻。變壓器B1的一次繞組(Ⅰ)的末端及抽頭接開關K1與K2的動點，B1的首端接熔斷器F1，F1的另一端接逆變器的交流輸入線N，繞組(Ⅳ)接控制板NBQ-K1的P5與P6。變壓器B2的一次一端接交流輸入A，另一端接B1的繞組(Ⅰ)的首端和F1，二次繞組接控制板NBQ-K1的P7、P8。開關K1的固定端接控制板NBQ-K1的P15,P16接交流輸入線A，開關K2的固定端接輸出線a，電容C并接在輸出線a、N上。開關S1的兩端分別接控制板NBQ-K1的P4和P14端，S2的一端接T1、T2的集電極(散熱器)，另一端接控制板NBQ-K1的P12端。L3、L4的陽極接控制板NBQ1的P9端(電源正)，L4的陰極接R46，L3的陰極接控制板NBQ-K1的P3端，L1的陽極接控制板NBQ-K1的P4端，L2的陽極接控制板NBQ-K1的P14端，L1的陰極接R28，L2的陰極接R29,R28、R29、R46的另一端接控制板NBQ-K1的P13端。
本實用新型的控制板NBQ-K1由脈沖形成與輸出電路、聯鎖截止區電路、延時啟動電路、市電逆變自動轉換電路和短路、過載、超溫保護電路、電源濾波與蓄電池極性接反保護電路組成，下面分別予以說明，公共點P13指控制板NBQ-K1的工作電源負極，電源正指控制板NBQ-K1的工作電源的正極即12VC點。
1、脈沖形成與輸出電路脈沖形成電路由三極管V5,V6，二極管D1～D4，電阻R7～R12，電容C1,C2組成。V5、V6的發射極及D2、D3的陽極均接公共點P13，V5的基極接D2的陰極和C2，C2的另一端接R10、R11和D4的陽極，D4的陰極接V6的集電極和R12，V6的基極接D3的陰極和C1，C1的另一端接R8、R9和D1的陽極，D1的陰極接R7和V5的集電極，R7～R12的另一端均接電源正；輸出電路由三極管V4、V7，電阻R3～R5、R39、R41、R42、R13、R15、R16、R40、R43、R44組成。V4、V7的發射極與公共點P13聯接。V4的基極接R5，R5的另一端接三極管V5的集電極，V4的集電極接R4與R41，R41的另一端接R42，R42的另一端引出同相脈沖信號輸出端P1B1，R4的另一端接R3和R39，R3的另一端接電源正，R39的另一端引出并列同相脈沖信號輸出端P1B2。V7的基極接R13，R13的另一端接V6的集電極，V7的集電極接電阻R43和R15，R43的另一端接R44，R44的另一端引出反相脈沖信號輸出端P2B1，R15的另一端接R16和R40，R16的另一端接電源正，R40的另一端引出并列反相脈沖信號輸出端P2B2。
2、聯鎖截止區電路該電路由三極管V1～V3,V8～V10，電阻R1、R2、R6、R14、R17、R18，電容C3、C4，穩壓管Z1、Z2組成。V1～V3,V8～V10的發射極均接公共點P13，V3的基極接R6，R6的另一端接V4的基極，V3的集電極接R2、C3和Z1的陰極，R2的另一端接電源正，Z1的陽極接V2的基極，C3的另一端接公共點P13，V2的集電極接R1和V1的基極，B1的另一端接電源正，V1的集電極接V7的基極。V8的基極接R14，R14的另一端接V7的基極，V8的集電極接R17、C4和Z2的陰極，R17的另一端接電源正，C4的另一端接公共點P13，Z2的陽極接V9的基極，V9的集電極接V10的基極和R18，R18的另一端接電源正，V10的集電極接V4的基極。
3、延時啟動電路該電路由NPN三極管V17～V20，PNP三極管PN3，電阻R30～R37，電容C8、E4組成。C8和V18～V20的發射極均接公共點P13，C8的另一端接R31，R31的另一端接R30與PN3的基極，R30的另一端接電源正，PN3的發射極接電源正，集電極接E4的負極，E4的正極接電源正，E4的負極接R34，R34的另一端接R32和V17的基極，R32的另一端接公共點P13，V17的集電極接R35，R35的另一端接R36和L3的陰極并引出輸出端P3，R36的另一端接L3的陽極再接電源正，V17的發射極接R33和V18～V20的基極，R33的另一端接公共點P13，V18的集電極接V4的基極，V19的集電極接V7的基極，V20的集電極接R37和V15的基極，R37的另一端接電源正。
4、市電逆變自動轉換電路該電路由二極管D9～D12，電容E3，繼電器J1、J2，電阻R38，三極管V16組成。D9～D12組成整流橋，整流橋輸入引出P7、P8端，橋口共陰極引出輸出端P14，共陽極接公共點P13，E4和J2的線圈并接在橋口兩端，E4的正極接橋口共陰極，J1的線圈的一端接橋口共陽極，另一端引出輸出端P4，J1的常開觸點兩端分別接引出端P15、P16，J2的常閉觸點兩端分別接D13的陽極和引出端P12，R38接橋口共陰極，另一端接V16的基極，V16的發射極接公共點P13，集電極接R31和C8的聯接點。
5、短路、過載、超溫保護電路該電路由二極管D5～D8，NPN三極管V11～V15、V21～V23，PNP三極管PN1、PN2，電阻R19～R27、R45、R48，電容C5、E1、E2、C7和穩壓管Z4組成。D5～D8接成整流橋，整流橋的輸入接引出端P5、P6，共陽極接公共點P13，共陰極接R19，R19的另一端接C5的正極、V23的集電極和V21的基極，C5的負極接公共點P13，V23的發射極接公共點P13，V23的基極接R45并引出P18端，R45的另一端接公共點P13，V21的集電極接V22的基極，V22的集電極接R20和V11的基極，R20的另一端接公共點P13，V11～V15的發射極均接公共點P13，V11的集電極接R21和E1的正極及Z4的陰極，E1的負極接公共點P13，R21的另一端接R23和PN1的集電極及V14的集電極和E2的正極，E2的負極接公共點P13，Z4的陽極接V12和V13的基極，R48并接在V12的基極與發射極之間，V13的集電極接V16的集電極，V12的集電極接R22，R22的另一端接PN1的基極，PN1的發射極接PN2的發射極接電源正，R23的另一端接R24、R26和PN2的集電極，R24的另一端接C7，C7的另一端接R25和V14的基極，R25的另一端接公共點P13，R26的另一端接公共點P13，PN2的基極接R27，R27的另一端接V15的集電極，V15的基極接V20的集電極。
6、電源濾波與蓄電池極性接反保護電路該電路由二極管D13，電容E5組成。D13的陽極接J2的觸點一端，D13的陰極接E5的正極即電源正，E5的負極接公共點P13。
本實用新型克服了現有技術成本高，可靠性低的缺點，提供了一種低成本，低價格，性能可靠的逆變器。
圖1為逆變器主電路電氣結構圖；圖2為逆變器控制板NBQ-K1電路圖。
設逆變器為300VA，蓄電池為12V，市電變化范圍為165V～265V。
變壓器B1容量310VA一次(Ⅰ)304V抽頭每級12V，7抽頭二次(Ⅱ)13.8V<150VA>
(Ⅲ)13.8V(150VA>
(Ⅳ)5.9V<0.5VA>
(Ⅴ)3.5V<4.5VA>
(Ⅵ)3.5V<4.5VA>
阻抗電壓(Uk％)～10％變壓器B1的設計應選擇適當的磁通密度和結構，以保證在逆變滿負荷運行時，B1一次輸出電壓可達200～205V，B1的繞組(Ⅳ)的電壓整流后應為2V以上，過載1.1倍逆變運行時，B1的繞組(Ⅰ)輸出電壓應為180V或略低，變壓器B1的設計與制造應做到在額定負荷以內逆變運行時為恒電壓輸出，超負荷運行時為恒功率輸出。當逆變超負荷運行變壓器B1的繞組(Ⅰ)輸出電壓降至165V時仍然能夠運行至蓄電池用完，此時，繞組(Ⅳ)的電壓整流后應為1.8V或略低。B1的參數在制造時可根據上述要求適當調整。變壓器B2容量1.2VA,220V/11V變壓器B2的二次電壓可設計在10V～12V，一般為10.5V較合適，二次電壓設計較低時，要求控制板NBQ-K1的E3較大些，當B2的二次為12V時，E3應<10uF，否則J1、J2因線圈電壓過高易損壞。變壓器B2的二次也可以采用中間抽頭式，抽頭接控制板NBQ-K1的P13端，繞組首末端接P7、P8，此時控制板NBQ-K1的D11、D12應去掉。電容E3的大小根據B2的二次電壓確定，以保證整流濾波后P14對P13端直流電壓在10.5～12V范圍內為佳。
逆變功率300VA，蓄電池12V，設T1、T2的Vces(0.8V。T1、T2集電極電流Ic=300VA/(12-0.6)V=26.3A，采用NPN三極管5并聯結構，則每只三極管集電極電流Ic1=26.3A/5=5.26 A，可選ICM為10A的三極管。T3、T4為驅動管，如T1、T2的hFE為10(Ic=5.26A,Vce=0.8v)，則T1、T2的驅動電流Ib=26.3A/10=2.63A，即T3、T4的Ic=2.63A，選T3、T 4的hFE略大于13(Ic=2.6A,Vce=1v)，則T3、T4基極驅動電流選擇約1.20倍最小驅動電流(26/13×1.2=0.24)，即240mA較合適。T1、T2、T3、T4安裝在同一散熱器上，T3、T4的集電極與散熱器絕緣。
控制板NBQ-K1的輸出電路的輸出電流按上述T1～T4參數選擇為240mA，再加上T3、T4的eb結并聯電阻的分流約90mA，則輸出P1B1(P2B1)應為240+90=330mA幅值的電流方波，頻率為50HZ。因此選擇(R41+R42)=(R43+R44)=12V/033A=36歐姆。改變(R8//R9)C1和(R10//R11)C2的時間常數可以改變逆變器的逆變輸出頻率。
聯鎖載止區電路的載止時間可由R2C3、R17C4的時間常數確定，一般不宜小于0.15ms。
過載、超溫、短路保護電路延時動作時間可由(R21+R23)E1的時間常數確定，一般選擇100ms左右較合適，逆變器容量越大，此時間可選長些。圖2中過載保護動作值約為1.8V，這是V11,V21,V22的PN結門坎電壓確定的，可以通過增加或減少PN結數或更換穩壓管來改變過載、短路保護動作點，此時變壓器B1的繞組(Ⅳ)的電壓應相應調整。
啟動延時時間由(R34E4)時間常數確定，一般選擇500ms左右即可，不宜太短。
超溫保護可以選擇如下方案方案1．如附圖2所示，選擇合適的負溫度系數熱敏電阻NTC作超溫檢測元件，如B值約為-3350，阻值為5K(25℃時)，NTC安裝在T1、T2散熱器上，當三極管T1、T2、T3、T4安裝散熱器的溫度升至95℃時，NTC阻值約為0.5k，串聯R49(1.4K)后約為1.9K，此時，保護電路的R45上分壓可達約0.6V，V23導通，保護電路動作。
方案2．選用常閉式溫控開關作超溫檢測元件，此方案適用多個散熱器檢測，每個散熱器上裝一個溫控開關，如在T1、T3的散熱器上裝上溫控開關WT，在T2、T4的散熱器上裝上溫控開關WT2，將WT1的觸點一端接WT2的觸點一端，WT1的觸點的另一端接控制板NBQ-K1的P5，WT2的觸點的另一端接變壓器B1繞組(Ⅳ)的首端，(Ⅳ)的末端接控制板NBQ-K1的P6端，溫控開關的動作溫度為95℃。
附圖2．控制板NBQ-K1電路圖中元、器件加“*”號標記的要求安裝前必須篩選與配對，其它元器件參數為一般要求，安裝前應檢驗合格。
對于500VA以上的逆變器，采用24V蓄電池較好。對于1000VA以下逆變器原則上可以用12V的蓄電池，只要安時數足夠大，均可以實現，只是逆變運行時的損耗較用24V蓄電池大，效率低，不過用戶使用方便些，不需要兩個12V蓄電池串聯組成24V。
當逆變器大于500VA時，控制板NBQ-K1的輸出P1B1與P1B2和P2B1與P2B2可以分別并聯輸出以增加驅動電流，也可以P1B1與P1B2分別控制同一NPN三極管組T1的兩個PNP驅動管的基極，P2B1和P2B2分別控制另一NPN三極管組T2的兩個PNP驅動管的基極。
權利要求1.一種逆變器，主要由變壓器B1、B2、NPN三極管T1、T2，PNP三極管T3、T4，控制板NBQ-K1，電容C，開關K1、K2、S1、S2，熔斷器F1，交流電壓表V1，直流電壓表V2，直流電流表A，發光二極管L1～L4，電阻R28、R29、R46等組成，其特征要在于變壓器B1具有六個繞組，繞組間相互絕緣，繞組(Ⅰ)為一次，具有多抽頭，繞組(Ⅱ)～(Ⅵ)為二次，繞組(Ⅱ)的末端和(Ⅲ)的首端聯接出線與蓄電池B的負極聯接，三極管T1的發射極接變壓器B1的二次繞組(Ⅱ)的首端，其基極接B1的二次繞組(Ⅴ)的首端，繞組(Ⅴ)的末端接T3的集電極，T3的基極接控制板NBQ-K1的P2B1端；T2的發射極接變壓器B1繞組(Ⅲ)的末端，其基極接B1繞組(Ⅵ)的末端，繞組(Ⅵ)的首端接T4的集電極，T4的基極接控制板NBQ-K1的P1B1端；T1、T2的集電極與T3、T4的發射極聯接起來(均接安裝散熱器)再引出導線接蓄電池B的正極；二極管D1的陽極接三極管T1的發射極，D1的陰極接分流器FL，FL的另一端接T1的集電極；二極管D2的陽極接T2的發射極，D2的陰極接T2的集電極。T1～T4的EB結間均分別并聯一個約10歐姆的電阻，變壓器B的一次繞組(Ⅰ)的末端及抽頭接開關K1與K2的動點，B1的首端接熔斷器F1，F1的另一端接逆變器的交流輸入線N，繞組(Ⅳ)接控制板NBQ-K1的P5與P6；變壓器B2的一次一端接交流輸入A，另一端接B1的繞組(Ⅰ)的首端和F1，二次繞組接控制板NBQ-K1的P7、P8，開關K1的固定端接控制板NBQ-K1的P15，P16接交流輸入線A，開關K2的固定端接輸出線a，電容C并接在輸出線a、N上；開關S1的兩端分別接控制板NBQ-K1的P4和P14端，S2的一端接T1、T2的集電極(散熱器)，另一端接控制板NBQ-K1的P12端。L3、L4的陽極接控制板NBQ-K1的P9端(電源正)，L4的陰極接R46，L3的陰極接控制板NBQ-K1的P3端，L1的陽極接控制板NBQ-K1的P4端，L2的陽極接控制板NBQ-K1的P14端，L1的陰極接R28，L2的陰極接R29，R28、R29、R46的另一端接控制板NBQ-K1的P13端。
2.據權利要求1所述的逆變器，其特征在于控制板NBQ-K1由脈沖形成與輸出電路、聯鎖截止區電路、延時啟動電路、市電逆變自動轉換電路和短路、過載、超溫保護電路、電源濾波與蓄電池極性接反保護電路組成，公共點P13指控制板NBQ-K1的工作電源負極，電源正指控制板NBQ-K1的工作電源的正極即12VC點；1、脈沖形成電路由三極管V5,V6，二極管D1～D4，電阻R7-R12，電容C1,C2組成；V5、V6的發射極及D2、D3的陽極均接公共點P13，V5的基極接D2的陰極和C2，C2的另一端接R10、R11和D4的陽極，D4的陰極接V6的集電極和R12，V6的基極接D3的陰極和C1，C1的另一端接R8、R9和D1的陽極，D1的陰極接R7和V5的集電極，R7～R12的另一端均接電源正，輸出電路由三極管V4、V7，電阻R3～R5、R39、R41、R42、R13、R15、R16、R40、R43、R44組成；V4、V7的發射極與公共點P13聯接，V4的基極接R5，R5的另一端接三極管V5的集電極，V4的集電極接R4與R41，R41的另一端接R42，R42的另一端引出同相脈沖信號輸出端P1B，R4的另一端接R3和R39，R3的另一端接電源正，R39的另一端引出并列同相脈沖信號輸出端P1B2，V7的基極接R13，R13的另一端接V6的集電極，V7的集電極接電阻R43和R15、R43的另一端接R44，R44的另一端引出反相脈沖信號輸出端P2B1，R15的另一端接R16和R40，R16的另一端接電源正，R40的另一端引出并列反相脈沖信號輸出端P2B2；2、聯鎖截止區電路由三極管V1～V3,V8～V10，電阻R1、R2、R6、R14、R17、R18，電容C3、C4，穩壓管Z1、Z2組成，V1～V3,V8～V10的發射極均接公共點P13，V3的基極接R6，R6的另一端接V4的基極，V3的集電極接R2、C3和Z1的陰極，R2的另一端接電源正，Z1的陽極接V2的基極，C3的另一端接公共點P13，V2的集電極接R1和V1的基極，R1的另一端接電源正，V1的集電極接V7的基極，V8的基極接R14，R14的另一端接V7的基極，V8的集電極接R17、C4和Z2的陰極，R17的另一端接電源正，C4的另一端接公共點P13，Z2的陽極接V9的基極，V9的集電極接V10的基極和R18，R18的另一端接電源正，V10的集電極接V4的基極；3、延時啟動電路由NPN三極管V17～V20，PNP三極管PN3，電阻R30～R37，電容C8、E4組成。C8和V18～V20的發射極均接公共點P13，C8的另一端接R31，R31的另一端接R30與PN3的基極，R30的另一端接電源正，PN3的發射極接電源正，集電極接E4的負極，E4的正極接電源正，E4的負極接R34，R34的另一端接R32和V17的基極，R32的另一端接公共點P13，V17的集電極接R35，R35的另一端接R36和L3的陰極并引出輸出端P3，R36的另一端接L3的陽極再接電源正，V17的發射極接R33和V18～V20的基極，R33的另一端接公共點P13，V18的集電極接V4的基極，V19的集電極接V7的基極，V20的集電極接R37和V15的基極，R37的另一端接電源正；4、市電、逆變自動轉換電路由二極管D9～D12，電容E3，繼電器J1、J2，電阻R38，三極管V16組成，D9～D12組成整流橋，整流橋輸入引出P7、P8端，橋口共陰極引出輸出端P14，共陽極接公共點P13，E4和J2的線圈并接在橋口兩端，E4的正極接橋口共陰極，J1的線圈的一端接橋口共陽極，另一端引出輸出端P4，J1的常開觸點兩端分別接引出端P15、P16，J2的常閉觸點兩端分別接D13的陽極和引出端P12，R38接橋口共陰極，另一端接V16的基極，V16的發射極接公共點P13，集電極接R31和C8的聯接點；5、短路、過載、超溫保護電路由二極管D5～D8，NPN三極管V11～V15、V21～V23,PNP三極管PN1、PN2，電阻R19～R27,R45、R48，電容C5、E1、E2、C7和穩壓管Z4組成，D5～D8接成整流橋，整流橋的輸入接引出端P5、P6，共陽極接公共點P13，共陰極接R19，R19的另一端接C5的正極、V23的集電極和V21的基極，C5的負極接公共點P13，V23的發射極接公共點P13，V23的基極接R45并引出P18端，R45的另一端接公共點P13，V21的集電極接V22的基極，V22的集電極接R20和V11的基極，R20的另一端接公共點P13，V11～V15的發射極均接公共點P13，V11的集電極接R21和E1的正極及Z4的陰極，E1的負極接公共點P13，R21的另一端接R23和PN1的集電極及V14的集電極和E2的正極，E2的負極接公共點P13，Z4的陽極接V12和V13的基極，R48并接在V12的基極與發射極之間，V13的集電極接V16的集電極，V12的集電極接R22，R22的另一端接PN1的基極，PN1的發射極接PN2的發射極接電源正，R23的另一端接R24、R26和PN2的集電極，R24的另一端接C7，C7的另一端接R25和V14的基極，R25的另一端接公共點P13，R26的另一端接公共點P13，PN2的基極接R27，R27的另一端接V15的集電極，V15的基極接V20的集電極；6、電源濾波與蓄電池極性接反保護電路由二極管D13，電容E5組成，D13的陽極接J2的觸點一端，D13的陰極接E5的正極即電源正，E5的負極接公共點P13。
專利摘要本實用新型屬于一種逆變器,由變壓器B1、B2,NPN三極管T1、T2、PNP三極管T3、T4,控制板NBQ－K1等組成,其控制板電路由脈沖形成與輸出電路、聯鎖截止區電路、延時啟動電路、市電逆變自動轉換電路和短路、過載、超溫保護電路、電源濾波與蓄電池極性接反保護電路組成;本實用新型的目的是針對現有逆變器的技術成本高,可靠性低的缺點,提供一種低成本,低價格,而運行可靠性極高,性能價格比極佳的逆變器。
文檔編號H02M7/48GK2330098SQ9821686
公開日1999年7月21日 申請日期1998年7月3日 優先權日1998年7月3日
發明者譚雪開, 羅章勇, 羅林紅 申請人:湛江無線電一廠