脉宽调制稳压交流应急电源制造技术

一种利用脉宽调制技术设计的交流逆变稳压应急电源。它由脉冲形成电路形成的方波信号，经缓冲整形、保护和激励电路推动变换器，由输出电路与负荷联接；电流和电压检测、稳压、启动和温度检测电路分别与保护电路联接；低压直流电源与稳压电路和变换器联接；缓冲整形与保护电路之间联有脉宽调制电路，稳压和电流电压检测电路与脉宽调制电路联接，它适用于停电时需继续工作的计算机、仪器、仪表、卫星地面接收站、电视转播站等的不间断供电。（*该技术在1999年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及一种利用脉宽调制技术设计的交流逆变稳压应急电源，它适用于在停电时需继续工作的计算机、仪器、仪表、卫星地面接收站、电视转播站等的不间断供电，也适用于太阳能、风力发电地区夜间供电以及停电时作家用电器的稳压电源。已有的逆变电源普遍存在下述缺陷1.转换效率低电路设计不合理，例如过流或短路保护电路取样电阻设在大信号区、功率管的饱和压降大或参数不配对和变压器导线过细以及铁心材质选择不当，致使空载电流为1－4A，平均转换效率低于65％；功率管的管耗大、发热严重，导致经常烧坏大功率管；2.可靠性差表现在烧坏大功率管、变压器和整流管等。其主要原因如下(1)自激式逆变器功率管的推动信号由变压器反馈线圈获得，瞬间有较高的反向电压，许多管子正是由于Veb电压而击穿基极，而且由激式频率变化范围达数十赫，带电抗负荷时，容易使功率管产生过大的集电极电流而烧管；(2)他激式逆变器的主要问题是推动功率难以调好；推动功率过小，管子导通损耗大，散热严重；推动功率过大，则容易“共态导通”。这两种原因都容易使管子过流损坏；3.难以承受彩电启动时的大涌流；4.无温度补偿及过热保护。晶体管对温度十分敏感，温度上升，Iceo上升，引起温度进一步升高等，于是形成了恶性循环，最终会因工作温度超过管子的结温而烧坏；5.电压变化大，空载时高达300V，对收录机、录像机等电器形成严重威胁；6.充电时无限流装置，往往由于市电过高而烧坏整流管和变压器等。本技术的任务是根据已有逆变电源普遍存在的不足之处设计一种脉宽调制稳压交流应急电源，以达到转换效率高、工作可靠、功能全、保护完善、安装调试简单和对功率管要求低的目的。本电源采用下述设计方案实现。一种脉宽调制稳压型交流应急电源，它主要由脉冲形成电路形成的方波信号，经缓冲整形电路、保护电路、激励电路，推动变换器，然后由输出电路与负荷联接；电流和电压检测电路、稳压电路、启动电路和温度检测电路分别与保护电路联接；低压直流电源分别与稳压电路和变换器相联接；缓冲整形电路与保护电路之间联结有脉宽调制电路，稳压电路和电流电压检测电路均分别与脉宽调制电路相联接。另外，调压开关通过转换开关与市电输入电路相联接，同时调压开关直接与变换器相联构成调压器，市电输入电路通过转换开关和电容器与变换器联接构成整流器。以上参见附附图说明图1。附图1为本电源原理框图；附图2为本电源控制板电路图；附图3为本电源电路图。以下结合附图描述实施例。如附图2所示，本电源的脉宽调制控制电路使用通用集成电路LM324、74LS74和74LS08各1只，小功率管3只，开关二极管3只，稳压管3只，电阻16只，微调电位器4只，电容器7只组成。具体元件型号参数见图2。该控制电路由LM324中的两个运放Icla、Ic1b、R6～R8、C3和W1构成100HZ的三角波发生器，其输出为比较器Ic1c正输入端的第一比较信号，由电源与R4、W2和R5分压后从负荷检测信号的合成值形成Ic1c负输入端的第二个比较电平；Ic1c14脚输出的脉冲信号加到射随器BG1的基极，其射极输出的脉冲信号分别加到分频器Ic2的11脚输出的50HZ方波信号，在Ic3a、Ic3b的Z和4输入端上调制，在Ic3a、Ic3b的3和6输出端上得到脉宽调制信号，此信号通过由Ic3c和Ic3d组成的隔离保护电路，在其8和9脚的输出去激励推动管BG2、BG3，BG2和BG3以集电极开路的方式去推动变换器。该控制电路由Ic1d、D1、D2、Wy3、R13～R15、C5～C7和W3组成负荷检测电路；由Rt、R5和W2组成温度检测与补偿电路；由电容器与变换器内的变压器电感L组成LC串联稳压充电电路，参见附图2和3。如附图3所示，本电源由脉冲形成电路产生脉冲信号，给缓冲整形电路隔离后送入脉宽调制电路。脉宽调制电路根据4脚检测到的变化信号(即负荷变化)，控制方波的脉冲宽度，最后由激励级5和6两脚交替输出脉宽与负荷成正比的50HZ方波信号，推动功率管，在变压器B的次级输出稳定的有效值220V电压，供给负载。本电源采用一般印刷电路板焊接元件工艺加工制作。本电源最突出的优点是效率高、功能全、工作可靠、保护完善、安装调试简单，对功率管要求低、成本低。本电源的4脚检测电压不仅直接反映了负荷的轻重，同时也间接反映出电瓶电压的高低，使保护电路在额定功率的1.2倍或电瓶电压低于10.5V时动作，从而切断输出信号，即可实现截止式自保功能。这种保护电路取样于小信号区，损耗极微(＜5mv)。温度检测电路是根据晶体管的穿透电流Iceo随温度变化而变化这一基理设计的。如果用它去控制输出脉宽，使温度升高(Iceo上升)时脉宽减小，功率管的工作电流就会下降，从而使正温系数的双极晶体管具有VMOS管一样的负温系数。将带检测元件一方安装在散热板附近，当机内温度超过50℃时，保护电路便自动关断输出信号，实现过热保护。为了防止推动管功率管自身故障产生直通大电流毁坏大功率管，在两推换管的射极上分别串入一只熔断电流小于B×1的保险丝，一旦出现异常，B×3、B×4首先熔断，保护了功率管。本电源将启动彩电时的工作脉宽控制在最大脉宽的三分之二左右，以限制开机瞬时的大涌流。由于谐波，相移诸因素的影响，方波电压对容性感性负荷的效率很低，为补偿这一先天不足，WD将自动输出较大脉宽，以提高带动电抗负荷能力。为适应电网电压的大范围变化，本电源设置了恒压充电电路。恒压是基于LC电容的串联作用实现的。充电时，WD仍可同时从电网获取电能，不通过变压器，避免了不必要的损耗及过荷烧毁变压器的可能。CB为电瓶过充电保护电路，用555接成单稳触发器，一旦电瓶电压在6脚上的取样超过555电源电压的三分之二时，电路翻转，切断输入，停止充电。权利要求1.一种脉宽调制稳压型交流应急电源，它由脉冲形成电路形成的方波信号，经缓冲整形电路、保护电路、激励电路、推动变换器，然后由输出电路与负荷联接；电流和电压检测电路、稳压电路、启动电路和温度检测电路分别与保护电路联接；低压直流电源分别与稳压电路和变换器相联接；其特征在于所述缓冲整形电路与保护电路之间联结有脉宽调制电路，前述稳压电路和电流电压检测电路均分别与脉宽调制电路相联接。2.根据权利要求1所述的电源，其特征在于调压开关通过转换开关与市电输入电路相联接，同时调压开关直接与变换器相联构成调压器，市电输入电路通过转换开关和电容器与变换器联接构成整流器。3.根据权利要求1所述的电源，其特征在于使用通用集成电路LM324、74LS74、74LS08各1只，小功率管3只，开关二极管3只，稳压管3只，电阻16只，微调电位器4只，电容器7只组成的脉宽调制控制电路。4.根据权利要求3所述的电源，其特征在于由LM324中的两个运放ICla、IClb、R6～R8、C3和Wl构成100HZ的三角波发生器，其输出为比较器IClc正输入端的第一比较信号，由电源与R4W2R5的分压及从负荷检测信号的合成 形成IC1c、负输入端的第二比较电平；IC1c14脚输出的脉冲信号加到射随器BG1的基极，其射极输出的脉冲信号分别加到分频器IC2的11脚和两“与”的IC3a、IC3b的1和5输入端上，与从IC28和9脚输出的50HZ方波信号在IC3a、IC3b本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种脉宽调制稳压型交流应急电源，它由脉冲形成电路形成的方波信号，经缓冲整形电路、保护电路、激励电路、推动变换器，然后由输出电路与负荷联接；电流和电压检测电路、稳压电路、启动电路和温度检测电路分别与保护电路联接、低压直流电源分别与稳压电路和变换器相联接；其特征在于所述缓冲整形电路与保护电路之间联结有脉宽调制电路，前述稳压电路和电流电压检测电路均分别与脉宽调制电路相联接。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：王启微，
申请(专利权)人：王启微，
类型：实用新型
国别省市：51[中国|四川]