专利名称：一种简易式逆变电路的制作方法
技术领域：
本实用新型是一种用于逆变器的逆变电源，属于逆变器技术领域的创新技术。
背景技术：
目前，所用到的逆变电源采用的大多采用工频(50/60HZ)的频率做为DC/AC转换 再用工频变压器升压，供用电器使用。但是这种方案的电源会产生很大的体积和不小的重 量，非常不便携带。同时在成本上也比较昂贵。而且要用到逆变电源的地方大多数是不方 便电网供电的环境。需要随时携带，如果体积和重量太，会给用户带来极大的不方便。
发明内容本实用新型的目的在于考虑上述问题而提供一种元件数量少，电路实现简单可靠 的简易式逆变电路。本实用新型设计合理，成本低，体积小，携带方便。本实用新型的技术方案是本实用新型的简易式逆变电路，包括有振荡电路、功率 放大电路、频率变换电路、控制显示及保护锁定电路、保护控制电路，其中振荡电路的信号 输出端与功率放大电路的信号输入端连接，功率放大电路的信号输出端与频率变换电路及 保护控制电路的信号输入端连接，频率变换电路及控制显示及保护锁定电路分别与保护控 制电路连接，且频率变换电路与控制显示及保护锁定电路连接。上述振荡电路由供电部分电阻R19，晶体二极管D6，电解电容EC5，启动部分电阻 R14，开关二极管D11，电解电容C5，晶体三极管Q11，振荡部分晶体三极管Q7、Q8，电阻R17、 R18、R22、R16，振荡变压器Tl组成，蓄电池提供的12V压经过电阻R19、晶体二极管D6，给晶 体三极管Q11、电阻R14、R15、电容C15形成一个半桥式振荡电路的启动电流，再由晶体三极 管Q7、晶体三极管Q8、振荡变压器Tl、电阻R17，R18、R16，R12、电容C4组成的半桥式振荡 电路振荡之后得到一个方波。上述功率放大电路由电阻R20、电阻R21、电阻R29、电阻R30和场效应管Q9、Q10, 升压变压器T2，整流二极管D7、D8、D9、D10，电解电容EC4组成，经过振荡变压器Tl绕组L4、 L5感应到两组相位相反幅度相同的正弦波再经过电阻R20、电阻R21、电阻R29、电阻R30驱 动电流放大部分的场效应管Q9、Q10，推动输出升压变压器T2初级绕组，次级绕组感应到 交流电，经整流二极管D7，D8，D9，DlO整流再经电解电容EC4滤波得到高压直流电压。上述功率放大电路中升压变压器T2的初、次级绕组比为1 :30，次级绕组感应到一 个电压幅度升高30倍的60-100KHZ交流电，经整流二极管D7，D8，D9，DlO整流再经电解电 容EC4滤波得到一个250V-340V的高压直流电压。上述频率变换电路包括有晶体三极管01、02、03、06及由电阻1 1、1 2、1 6、1 7、R8、 RlURlO组成的桥式输出电路，上述功率放大电路(2)整流滤波得到一个250V-340V的高压 直流电压再经晶体三极管Ql、Q2、Q3、Q6，电阻Rl、R2、R6、R7、R8、RlU RlO组成的桥式输 出电路输出50或60HZ的方波交流电。上述控制显示及保护锁定电路由单片机芯片MCU1，光耦Ul、U2，电阻R28、R26、R13、R25、R31、R27、R3、R4、R5、R6,发光二极管 LED1、LED2、LED3 和瓷片电容 CC2、CCl、C3、 C2、C12联接而成，桥式输出50或60HZ的方波信号是由芯片MCUl产生，通过15，16脚再经 电阻R3，R4经光耦U1，U2隔离后提供给频率变换电路(3)中三极管Q3、Q6的基极电阻R7、 Rll的PUP和PDOWN网络上；由芯片MCUl的18、2、3脚二极管与发光管LED1、LED2、LED3的 负极联接，单片机芯片MCUl的18、2、3脚输出低电平来点亮发光显示输出的频率；单片机芯 片MCUl还连接有输入开机和选择输出的频率的按键Kl。上述控制显示及保护锁定电路中还设置有报警电路，报警电路为与单片机芯片 MCUl的1脚连接的蜂鸣器BUZ，单片机芯片MCUl的7脚为故障信号的检测端口，当此脚出 现低电平时，则表示出现故障，同时单片机芯片MCUl的1脚输出报警信号经蜂鸣器BUZ发
曰O上述保护控制电路由过流检测电阻R28、R10,电阻R23、R24，三极管Q12、Q13、Q14 、Q4、Q5联接而成，当功率放大电路中的电流过大时，过流检测电阻似8上的电压增大，当超 过设定电压时，三极管Q12、Q13导通，并把振荡电路中三极管Q8的基极电压拉低，迫使振荡 电路停此振荡；三极管Q12导通时Q14也导通，使控制显示及保护锁定电路中的单片机芯片 MCUl的7脚为低电平，则进入保护；当输出端CNl的电流过大时，过流检测电阻RlO上的电 压增大，当超过设定电压时，三极管Q4、Q5导通，并把频率变换电路中的三极管Q3、Q6截止。上述设定电压为0. 7V。本实用新型采用半桥式振荡，产生高频，再经电流放大，以推挽方式驱动升压变压 器，升压再整流，再经变频，提供给用电器使用的结构。本实用新型中的振荡部分是独立的 半桥式振荡，并有独立的启振电路，在宽范围的电压(6-24V)下都能正常启振，并振荡出来 的波形非常稳定并且不会受后级电路负载的影响，振荡出的高频波形由变压器耦合到后 级。前后级完全做到隔离，保证了电路的稳定性。变压器耦合过来的两组信号波形的频率 和幅度相同但相位相反，再利用此信号波形驱动两组场效应管进行电流放大再推动升压变 压器输出，场效应管与升压变压器组成推挽式的输出。从而提高升压部分的工作效率。升 高的高频电压再经整流、滤波，再变频后给用电器用。此外，本实用新型为了防止负荷过重 而损坏器件，并设置了多重保护电路。当负荷过重时通过流检测电阻，将过流的信息反馈 到控制部分和振荡部分，停止振荡和输出。当负荷降底后重新上电才能恢复工作。本实用 新型简易式逆变电路，与同类电路相比具有元件数量少，电路实现简单可靠，是一种设计巧 妙，性能优良，方便实用的简易式逆变电路。
图1为本实用新型的原理框图；图2为本实用新型的电路原理图。
具体实施方式
实施例本实用新型的原理框图如图1所示，包括有振荡电路1、功率放大电路2、频率变换 电路3、控制显示及保护锁定电路4、保护控制电路5，其中振荡电路1的信号输出端与功率 放大电路2的信号输入端连接，功率放大电路2的信号输出端与频率变换电路3及保护控制电路5的信号输入端连接，频率变换电路3及控制显示及保护锁定电路4分别与保护控 制电路5连接，且频率变换电路3与控制显示及保护锁定电路4连接。本实施例中，本实用新型的电路原理图如图2所示，上述振荡电路1由供电部分 电阻R19，晶体二极管D6，电解电容EC5，启动部分电阻R14，开关二极管D11，电解电容C5， 晶体三极管Ql 1，振荡部分晶体三极管Q7、Q8，电阻Rl7、R18、R22、R16，振荡变压器T1组成， 蓄电池提供的12V压经过电阻R19、晶体二极管D6，给晶体三极管Q11、电阻R14、R15、电容 C15形成一个半桥式振荡电路的启动电流，再由晶体三极管Q7、晶体三极管Q8、振荡变压器 Tl、电阻R17，R18、R16，R12、电容C4组成的半桥式振荡电路振荡之后得到一个60-100KHZ 接近的方波。上述功率放大电路2由电阻R20、电阻R21、电阻R29、电阻R30和场效应管Q9、Q10， 升压变压器T2，整流二极管D7、D8、D9、D10，电解电容EC4组成，经过振荡变压器Tl绕组L4、 L5感应到两组相位相反幅度相同的正弦波再经过电阻R20、电阻R21、电阻R29、电阻R30驱 动电流放大部分的场效应管Q9、Q10，推动输出升压变压器T2初级绕组，次级绕组感应到 交流电，经整流二极管D7，D8，D9，DlO整流再经电解电容EC4滤波得到高压直流电压。上述功率放大电路2中升压变压器T2的初、次级绕组比为1 :30，次级绕组感应到 一个电压幅度升高30倍的60-100KHZ交流电，经整流二极管D7，D8，D9，DlO整流再经电解 电容EC4滤波得到一个250V-340V的高压直流电压。上述频率变换电路3包括有晶体三极管Ql、Q2、Q3、Q6及由电阻Rl、R2、R6、R7、 R8、R11、R10组成的桥式输出电路，上述功率放大电路(2)整流滤波得到一个250V-340V的 高压直流电压再经晶体三极管Ql、Q2、Q3、Q6，电阻Rl、R2、R6、R7、R8、RlU RlO组成的桥 式输出电路输出50或60HZ的方波交流电。上述控制显示及保护锁定电路4由单片机芯片MCUl，光耦Ul、U2，电阻R28、R26、 R13、R25、R31、R27、R3、R4、R5、R6,发光二极管 LED1、LED2、LED3 和瓷片电容 CC2、CCl、C3、 C2、C12联接而成，桥式输出50或60HZ的方波信号是由芯片MCUl产生，通过15，16脚再经 电阻R3，R4经光耦U1，U2隔离后提供给频率变换电路(3)中三极管Q3、Q6的基极电阻R7、 Rll的PUP和PDOWN网络上；由芯片MCUl的18、2、3脚二极管与发光管LED1、LED2、LED3的 负极联接，单片机芯片MCUl的18、2、3脚输出低电平来点亮发光显示输出的频率；单片机芯 片MCUl还连接有输入开机和选择输出的频率的按键Kl。上述控制显示及保护锁定电路4中还设置有报警电路，报警电路为与单片机芯片 MCUl的1脚连接的蜂鸣器BUZ，单片机芯片MCUl的7脚为故障信号的检测端口，当此脚出 现低电平时，则表示出现故障，同时单片机芯片MCUl的1脚输出报警信号经蜂鸣器BUZ发
曰O上述保护控制电路5由过流检测电阻R28、R10,电阻R23、R24，三极管Q12、Q13、 Q14、Q4、Q5联接而成，当功率放大电路2中的电流过大时，过流检测电阻似8上的电压增 大，当超过设定电压时，三极管Q12、Q13导通，并把振荡电路1中三极管Q8的基极电压拉 低，迫使振荡电路1停此振荡；三极管Q12导通时Q14也导通，使控制显示及保护锁定电路 4中的单片机芯片MCUl的7脚为低电平，则进入保护；当输出端CNl的电流过大时，过流检 测电阻RlO上的电压增大，当超过设定电压时，三极管Q4、Q5导通，并把频率变换电路3中 的三极管Q3、Q6截止，此保护电路以“打嗝”方式输出。上述设定电压为0.7V。[0025]本实用新型的工作原理如下振荡电路1为半桥式振荡，接通蓄电池提供的12V电 源，电流经过电阻R9 — 二极管D6 —三极管Qll的E极一三极管Qll的B极一C5 (由于C5 容量较大，R14不能立既给C5充到电源电压，所以三极管Qll的基极电压低于Qll的E极 电压)。然后三极管Qll导通，三极管Q8的B极得到一个启动电压，使三极管Q8导通，则电 流经C4 — Tl的Ll (3脚)一Ll的1脚一Q8的C极一Q8的E极一电阻R22 —蓄电池电源 负极GND。当有这个电流流经Ll时，则振荡变压器Tl的另两个线圈也感应到电压，从图中的 线圈方向可看出当Ll的电流从3脚流向1脚时，则L2的电流从1脚流后2脚，L3的电流 为4脚流向5脚；从以上电流的流向可知，三极管Q8导通时，振荡变压器Tl的Ll中电流从 3 — 1，则L2中的电流从1流向2脚，则给三檄管Q7提供了基极电压，三极管Q7导通；振 荡变压器Tl中L3的电流则4脚流向5脚，三极管Q8的基极与射极产生一个反偏电压，三 极管Q8截止。当三极管Q7导通后电流从三极管Q7的C极流向E极经电阻R16再流到振 荡变压器Tl中Ll的1脚，再流向Ll的3脚，再到电容C4再到三极管Q7的C极(此过程 的电能由C4提供)，此时振荡变压器Tl的Ll电流方向为1 — 3，L2电流为2 — 1，此时三 极管Q7的基极与射极产生一个反偏电压，(三极管Q7截止)L3的电流为5脚流向4脚， 三极管Q8的基极与射极产生一个正偏电压(三极管Q8导通)如此循环，同而复始，则Ll中 不停翻转电流的方向，则Tl的磁芯中产生交变磁场。功率放大电路2为推挽式功率放大，在振荡变压器Tl的磁芯中产生交变磁场后， 经Tl的L4、L5感应到两组相位相反幅度相同的正弦波再经过电阻R20、R21、R30、R29分 压限流后给场效应管Q9、QlO的栅极，使场效应管Q9、QlO交替导通，因升压变压器T2的初 级与次的匝数比为1 :30，则输出电压为输入电压的30倍。经升压变压器T2升高的电压再 经高速整流二极管D7-D10，整成高频的脉动直流，再经电解电容EC4滤波变为平滑的直流 H1^ ο频率变换电路3经滤成平滑的直流高压经三极管Q1、Q2、Q3、Q6组成桥式输 出的变频电路。当三极管Q3的B极输入IOMS的高电平，三极管Q3导通，直流高压正PVCC 经三极管Q2的E极一Q2的B极一电阻R2 —三极管Q3的C极一三极管Q3的E极到电阻 的RlO到直流高压负PGND，此时三极管Q3、Q2导通。输出端的电流经三极管Q2的E极一 三极管Q2的C极一座插CNl的1脚一负载一座插CNl的2脚一三极管Q3的C极一三极 Q3的E极一电阻RlO —直流高压负PGND，形成回路。当三极管Q6的B极输入一个与Q3输入一个频率相同，相位相反的高电平，三极管 Q6导通、直流高压正PVCC经三极管Ql的E极一三极管Ql的B极一电阻Rl —三极管Q6的 C极一三极管Q6的E极到电阻的RlO到直流高压负PGND，此时三极管Ql、Q6导通。输出端的电流经三极管Ql的E极一三极管Ql的C极一座插CNl的2脚一负载 —座插CNl的1脚一三极管Q6的E极一电阻RlO —直流高压负PGND，形成回路。Q3、Q6 的B极输入的信号为相位相反。控制显示及保护锁定电路4中，50/60/100HZ的信号由芯片MCUl生产，并通 过芯片MCUl的15，16脚输出，两端口输出的相位差为180度，50-60-100HZ的方波，低电平 信号有效，再经光耦U1、U2隔离再经电阻R7，R8，Rll，R12再到三极管Q3、Q6的基极控制输
出ο[0032]Kl可选择输出的频率，按一次为50HZ输出，50HZ的指示灯亮，其它灯不亮；再一 次为60HZ输出，60HZ的灯亮输出60HZ，并且60HZ指示灯亮；再接一次输出100HZ，100HZ 指示灯亮，再按一次关闭。按键顺序按Kl — 50HZ — 60HZ — 100HZ —关。保护控制电路5中，当芯片MCUl的7脚出现低电平时，芯片MCUl的15，16输出高 电平，处于关闭状态，同时MCUl的10脚输出高电平，关闭并保持振荡部分的输出，同时BUZ 发出报警声，只有在故障排除后必须重新上电才能恢复工作。其实现如下保护功能1)负载端的过流保护负载电流过大时(过载时)电阻RlO两端电压增加，当超过 0. 7V时，三极管Q4、Q5导通立既把三极管Q3、Q6的B极拉低，使其载止此保护，但不能保持 会出现打嗝现象，只对元器件保护；2)振荡部分的过流保护升压整流以及输出级负载出现过流时，则12V供电的限 流电阻似8上的电流增大，电压升高，当超过0.7V时，三极管Q12、Q13、Q14导通。三极管 Q13导通后立既使三极管Q8载止，振荡电路停振，无输出。三极管Q14导通后，芯片MCUl的 7脚为低电平，芯片MCUl关闭所有输出并报警，芯片MCUl的10脚输出高电平，保持振荡器
停振；3)保险丝断开报警，当保险丝断路时故障保护原理同上一节所述。
权利要求1.一种简易式逆变电路，其特征在于包括有振荡电路(1)、功率放大电路(2)、频率变 换电路(3)、控制显示及保护锁定电路(4)、保护控制电路(5)，其中振荡电路(1)的信号输 出端与功率放大电路(2)的信号输入端连接，功率放大电路(2)的信号输出端与频率变换 电路(3 )及保护控制电路(5 )的信号输入端连接，频率变换电路(3 )及控制显示及保护锁定 电路(4)分别与保护控制电路(5)连接，且频率变换电路(3)与控制显示及保护锁定电路 (4)连接。
2.根据权利要求1所述的简易式逆变电路，其特征在于上述振荡电路(1)由供电部分 电阻R19，晶体二极管D6，电解电容EC5，启动部分电阻R14，开关二极管D11，电解电容C5， 晶体三极管Ql 1，振荡部分晶体三极管Q7、Q8，电阻Rl7、R18、R22、R16，振荡变压器T1组成， 蓄电池提供的12V压经过电阻R19、晶体二极管D6，给晶体三极管Q11、电阻R14、R15、电容 C15形成一个半桥式振荡电路的启动电流，再由晶体三极管Q7、晶体三极管Q8、振荡变压器 Tl、电阻R17，R18、R16，R12、电容C4组成的半桥式振荡电路振荡之后得到一个方波。
3.根据权利要求1所述的简易式逆变电路，其特征在于上述功率放大电路(2)由电阻 R20、电阻R21、电阻R29、电阻R30和场效应管Q9、Q10,升压变压器T2，整流二极管D7、D8、 D9、D10,电解电容EC4组成，经过振荡变压器Tl绕组L4、L5感应到两组相位相反幅度相同 的正弦波再经过电阻R20、电阻R21、电阻R29、电阻R30驱动电流放大部分的场效应管Q9、 Q10，推动输出升压变压器T2初级绕组，次级绕组感应到交流电，经整流二极管D7，D8，D9， DlO整流再经电解电容EC4滤波得到高压直流电压。
4.根据权利要求3所述的简易式逆变电路，其特征在于上述功率放大电路(2)中升压 变压器T2的初、次级绕组比为1 :30，次级绕组感应到一个电压幅度升高30倍的60-100KHZ 交流电，经整流二极管D7，D8，D9，DlO整流再经电解电容EC4滤波得到一个250V-340V的 高压直流电压。
5.根据权利要求1所述的简易式逆变电路，其特征在于上述频率变换电路(3)包括有 晶体三极管Ql、Q2、Q3、Q6及由电阻Rl、R2、R6、R7、R8、Rl 1、RlO组成的桥式输出电路，上 述功率放大电路(2)整流滤波得到一个250V-340V的高压直流电压再经晶体三极管Q1、Q2、 Q3、Q6，电阻R1、R2、R6、R7、R8、R11、R10组成的桥式输出电路输出50或60HZ的方波交流 H1^ ο
6.根据权利要求1所述的简易式逆变电路，其特征在于上述控制显示及保护锁定电路 (4)由单片机芯片 MCU1，光耦 U1、U2，电阻 R28、R26、R13、R25、R31、R27、R3、R4、R5、R6，发光 二极管LEDl、LED2、LED3和瓷片电容CC2、CCl、C3、C2、C12联接而成，桥式输出50或60HZ 的方波信号是由芯片MCUl产生，通过15，16脚再经电阻R3，R4经光耦Ul，U2隔离后提供 给频率变换电路(3)中三极管Q3、Q6的基极电阻R7、Rll的PUP和PDOWN网络上；由芯片 MCUl的18、2、3脚二极管与发光管LED1、LED2、LED3的负极联接，单片机芯片MCUl的18、2、 3脚输出低电平来点亮发光显示输出的频率；单片机芯片MCUl还连接有输入开机和选择输 出的频率的按键Kl。
7.根据权利要求6所述的简易式逆变电路，其特征在于上述控制显示及保护锁定电路 (4)中还设置有报警电路，报警电路为与单片机芯片MCUl的1脚连接的蜂鸣器BUZ，单片机 芯片MCUl的7脚为故障信号的检测端口，当此脚出现低电平时，则表示出现故障，同时单片 机芯片MCUl的1脚输出报警信号经蜂鸣器BUZ发音。
8.根据权利要求1所述的简易式逆变电路，其特征在于上述保护控制电路(5)由过流 检测电阻R28、R10,电阻R23、R24，三极管Q12、Q13、Q14、Q4、Q5联接而成，当功率放大电 路(2)中的电流过大时，过流检测电阻似8上的电压增大，当超过设定电压时，三极管Q12、 Q13导通，并把振荡电路(1)中三极管Q8的基极电压拉低，迫使振荡电路(1)停此振荡 ’三 极管Q12导通时Q14也导通，使控制显示及保护锁定电路(4)中的单片机芯片MCUl的7脚 为低电平，则进入保护；当输出端CNl的电流过大时，过流检测电阻RlO上的电压增大，当超 过设定电压时，三极管Q4、Q5导通，并把频率变换电路(3 )中的三极管Q3、Q6截止。
9.根据权利要求8所述的简易式逆变电路，其特征在于上述设定电压为0.7V。
专利摘要本实用新型是一种简易式逆变电路。包括有振荡电路(1)、功率放大电路(2)、频率变换电路(3)、控制显示及保护锁定电路(4)、保护控制电路(5)，其中振荡电路(1)的信号输出端与功率放大电路(2)的信号输入端连接，功率放大电路(2)的信号输出端与频率变换电路(3)及保护控制电路(5)的信号输入端连接，频率变换电路(3)及控制显示及保护锁定电路(4)分别与保护控制电路(5)连接，且频率变换电路(3)与控制显示及保护锁定电路(4)连接。本实用新型由于采用半桥式振荡，产生高频，再经电流放大，以推挽方式驱动升压变压器，升压再整流，再经变频，提供给用电器使用的结构，因此，本实用新型元件数量少，电路实现简单可靠，成本低，体积小，携带方便。
文档编号H02M3/338GK201893723SQ20102065546
公开日2011年7月6日 申请日期2010年12月13日 优先权日2010年12月13日
发明者伍秉华, 汪军, 金洪波 申请人:佛山市顺德区瑞德电子实业有限公司