一种一体式应急电源逆变器的制作方法

本实用新型涉及逆变器技术领域，尤其涉及一种一体式应急电源逆变器。

背景技术：

应急电源是专门为消防设备和一级负荷或重要负荷供电而设计的，应急电源设备主要应用于高层建筑、钢铁行业、邮电通讯、石油化工、化肥化纤、国防和科研等部门。

逆变器是把直流电能转变成交流电的设备，其结构一般由逆变电路组成的功率单元和逆变控制单元两部分构成，具体来说，通常包括：PWM脉冲产生电路部分，用于控制产生脉冲宽度调制脉冲；功率变换部分，用于输入直流电压，由PWM脉冲产生电路部分产生的脉冲宽度调制脉冲来进行开关控制，开通时在变压器的原边储存能量，关断时将储存的能量传送到变压器的副边，经整流滤波后得到所需的各种电压；电压反馈部分，用来调节控制PWM电路输出脉冲的占空比；输出电压整流滤波电路部分，用于通过整流滤波得到的所需的各种电压。

目前，逆变器系统技术已经研究的较为成熟，但其还是存在着一些安全、散热、结构复杂、设备笨重等问题。例如，在烈日炎炎的夏季，屋顶地面附近温度可达到60°以上，逆变器面临内部功率损耗带来的热量及外部烘烤，如果有外部风扇的逆变器，风扇加速了逆变器散热，以保证逆变器正常工作，同时可以保证内部元器件温度尽可能低，不至于由于内部器件长时间工作在高温下而缩短了使用寿命；而没有外部风扇的逆变器，在高温环境下，虽然段时间能工作，但是由于过高的内部温度，产品的可靠性和稳定性存在问题，寿命也是大打折扣；同时，高温时还存在降功率运行的问题，严重影响用户收益。

另外，现有的应急电源逆变器，还存在如下缺陷：在面临环境恶劣的情况，需要逆变器具有能够在高温条件下长时间工作的能力，然而现有的逆变器普遍结构复杂，由此带来在高温环境下长时间工作时性能不稳定的缺点；另外，对于可能同时需要带容性、感性和阻性负载的设备而言，现有的逆变器电源无论是在对负载的适应性上，还是在承受电机/电容负载在启动时所产生的瞬态浪涌电流的“带载能力”上，都显得较弱。

综上，需研发一种一体式应急电源逆变器来弥补上述缺陷。

技术实现要素：

为解决上述缺陷，本实用新型提出一种一体式应急电源逆变器，其可靠性和稳定性高，能够适应长时间在恶劣的高温环境下稳定工作的需求。

本实用新型的技术方案是这样实现的：

本实用新型公开一种一体式应急电源逆变器，其包括PWM控制器，PWM控制器内设有控制电路，控制电路包括芯片IC1及与芯片IC1依次连接的电压启动电路、直流变换电路、滤波电路、保护电路、振荡电路和输出电压反馈电路；电压启动电路包括电阻R1、电阻R2、电阻R3、电阻R4、三极管Q1、三极管Q2和电容C1；三极管Q1的发射极接地，且三极管Q1的发射极连接至电阻R1的一端，电阻R1的另一端连接至三极管Q1的基极、电阻R2的一端；电阻R2的另一端连接至PWM控制器的电源开关按钮；三极管Q1的集电极连接至电阻R3的一端；电阻R3的另一端连接至电阻R4的一端、三极管Q2的基极；三极管Q2的发射极连接至芯片IC1；三极管Q2的集电极连接至电阻R4的另一端、电容C1的一端；电容C1的另一端接地；直流变换电路包括电感L1、开关K1、二极管D1、电容C2和电阻R5；开关K1的一端连接至电源正极，其另一端连接至电感L1的一端、二极管D1的一端；二极管D1的另一端连接至电容C2的一端、电阻R5的一端；电感L1的另一端、电容C2的另一端、电阻R5的另一端均连接至电源负极；滤波电路包括电感L2、电感L3、电容C3、电容C4、电容C5、电阻R6和共模电感TR，电感L2一端连接至电阻R5的一端与二极管D1的连接处，其另一端连接至电容C3的一端、电阻R6的一端、共模电感TR的第一接脚；电感L3的一端连接至电阻R5的另一端，其另一端连接至电容C3的另一端、电阻R6的另一端、共模电感TR的第三接脚；共模电感TR的第二接脚连接至电容C4的一端；共模电感TR的第四接脚连接至电容C5的一端；电容C4的另一端连接至电容C5的另一端；振荡电路包括三极管Q3、变压器T2和电容C6；三极管Q3的基极连接至变压器T2的次级线圈一端；三极管Q3的发射极连接至变压器T2的次级线圈另一端；三极管Q3的集电极连接至电容C6一端、变压器T2的初级线圈一端；电容C6另一端连接至变压器T2的初级线圈另一端，且电容C6另一端与变压器T2的初级线圈另一端的连接处接地；保护电路包括电感L4、变压器T3、电容C7、电容C8、电容C9、电容C10、保险丝F1、二极管D2、静态控制二极管D3和压敏电阻R7；电感L4的一端连接至电容C4的一端，其另一端连接至电容C7的一端、变压器T3的初级线圈一端；电容C7的另一端连接至电容C5的一端、变压器T3的次级线圈一端；变压器T3的初级线圈另一端连接至保险丝F1的一端；保险丝F1的另一端连接至二极管D2的一端；二极管D2的另一端连接至静态控制二极管D3的一端、压敏电阻R7的一端、电容C9的一端、电容C10的一端；变压器T3的次级线圈另一端连接至静态控制二极管D3的另一端、压敏电阻R7的另一端、电容C10的另一端、电容C8的一端；电容C8的另一端连接至电容C9的另一端；输出电压反馈电路包括电阻R8、电阻R9、电阻R10、电容C11、二极管D4和四端光电耦合器U1；电阻R8的一端连接至电阻R9的一端；电阻R9的另一端连接至电阻R10的一端、电容C11的一端；电容C11的另一端连接至二极管D4的一端、四端光电耦合器U1的第二接脚；二极管D4的另一端连接至电阻R10的另一端；电阻R8的另一端连接至四端光电耦合器U1的第一接脚；四端光电耦合器U1的第四接脚连接至电容C10的另一端；四端光电耦合器U1的第三接脚接地。

其中，三极管Q3的基极连接至电容C10的一端。

其中，电阻R8与电阻R9的连接至芯片IC1。

其中，控制电路进一步包括反接保护电路，反接保护电路电连接至芯片IC1，且反接保护电路的输入端连接至电源，其输出端连接至直流变换电路。

与现有技术相比，本实用新型具有如下优点：

本实用新型通过保护电路防止因过放电而损坏一体式应急电源逆变器，还可实现超温保护，从而给本实用新型在环境温度高的恶劣环境下长时间工作带来保障。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本实用新型电压启动电路的电路图。

图2为本实用新型直流变换电路的电路图。

图3未本实用新型滤波电路的电路图。

图4为本实用新型振荡电路的电路图。

图5为本实用新型保护电路的电路图。

图6为本实用新型输出电压反馈电路的电路图。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

参照图1至图6，本实用新型公开一种一体式应急电源逆变器，其包括PWM控制器，PWM控制器内设有控制电路，控制电路包括芯片IC1及与芯片IC1依次连接的电压启动电路、直流变换电路、滤波电路、保护电路、振荡电路和输出电压反馈电路；电压启动电路包括电阻R1、电阻R2、电阻R3、电阻R4、三极管Q1、三极管Q2和电容C1；三极管Q1的发射极接地，且三极管Q1的发射极连接至电阻R1的一端，电阻R1的另一端连接至三极管Q1的基极、电阻R2的一端；电阻R2的另一端连接至PWM控制器的电源开关按钮；三极管Q1的集电极连接至电阻R3的一端；电阻R3的另一端连接至电阻R4的一端、三极管Q2的基极；三极管Q2的发射极连接至芯片IC1；三极管Q2的集电极连接至电阻R4的另一端、电容C1的一端；电容C1的另一端接地；直流变换电路包括电感L1、开关K1、二极管D1、电容C2和电阻R5；开关K1的一端连接至电源正极，其另一端连接至电感L1的一端、二极管D1的一端；二极管D1的另一端连接至电容C2的一端、电阻R5的一端；电感L1的另一端、电容C2的另一端、电阻R5的另一端均连接至电源负极；滤波电路包括电感L2、电感L3、电容C3、电容C4、电容C5、电阻R6和共模电感TR，电感L2一端连接至电阻R5的一端与二极管D1的连接处，其另一端连接至电容C3的一端、电阻R6的一端、共模电感TR的第一接脚；电感L3的一端连接至电阻R5的另一端，其另一端连接至电容C3的另一端、电阻R6的另一端、共模电感TR的第三接脚；共模电感TR的第二接脚连接至电容C4的一端；共模电感TR的第四接脚连接至电容C5的一端；电容C4的另一端连接至电容C5的另一端；振荡电路包括三极管Q3、变压器T2和电容C6；三极管Q3的基极连接至变压器T2的次级线圈一端；三极管Q3的发射极连接至变压器T2的次级线圈另一端；三极管Q3的集电极连接至电容C6一端、变压器T2的初级线圈一端；电容C6另一端连接至变压器T2的初级线圈另一端，且电容C6另一端与变压器T2的初级线圈另一端的连接处接地；保护电路包括电感L4、变压器T3、电容C7、电容C8、电容C9、电容C10、保险丝F1、二极管D2、静态控制二极管D3和压敏电阻R7；电感L4的一端连接至电容C4的一端，其另一端连接至电容C7的一端、变压器T3的初级线圈一端；电容C7的另一端连接至电容C5的一端、变压器T3的次级线圈一端；变压器T3的初级线圈另一端连接至保险丝F1的一端；保险丝F1的另一端连接至二极管D2的一端；二极管D2的另一端连接至静态控制二极管D3的一端、压敏电阻R7的一端、电容C9的一端、电容C10的一端；变压器T3的次级线圈另一端连接至静态控制二极管D3的另一端、压敏电阻R7的另一端、电容C10的另一端、电容C8的一端；电容C8的另一端连接至电容C9的另一端；输出电压反馈电路包括电阻R8、电阻R9、电阻R10、电容C11、二极管D4和四端光电耦合器U1；电阻R8的一端连接至电阻R9的一端；电阻R9的另一端连接至电阻R10的一端、电容C11的一端；电容C11的另一端连接至二极管D4的一端、四端光电耦合器U1的第二接脚；二极管D4的另一端连接至电阻R10的另一端；电阻R8的另一端连接至四端光电耦合器U1的第一接脚；四端光电耦合器U1的第四接脚连接至电容C10的另一端；四端光电耦合器U1的第三接脚接地。本实用新型三极管Q3的基极连接至电容C10的一端。本实用新型电阻R8与电阻R9的连接至芯片IC1。

其中，控制电路进一步包括反接保护电路，反接保护电路电连接至芯片IC1，且反接保护电路的输入端连接至电源，其输出端连接至直流变换电路。本实用新型反接保护电路为本领域技术人员常用的电路，其可防止反接，对本实用新型一体式应急电源逆变器起到保护作用。

本实用新型电压启动电路通过芯片IC1为PWM控制器提供启动信号。本实用新型滤波电路具有双向隔离作用，其可抑制从交流电网输入的干扰信号，同时也防止电源工作时产生的谐波和电磁干扰信号影响交流电网；电感L2。电感L3和电容C3构成第一级滤波，共模电感TR和电容C4、电容C5进行第二级滤波；电容C3主要用来滤除差模干扰，其选用高频特性较好的薄膜电容。电阻R6给电容C3提供放电回路，避免因电容C3上的电荷积累影响滤波器的工作特性。

本实用新型保险丝F1用于提供安全保护，本领域技术人员根据实际需求来选取保险丝F1的额定输入电流。本实用新型电容C7为电解电容，其有两个作用：①吸收输入端的电压尖峰，②在输入端上出现电压瞬态时，提供一定时间的维持电压。本实用新型压敏电阻R7用于抑制一次电源产生的高压尖峰，以保护输入端的安全可靠。LC滤波器对瞬态能量有积分作用，而瞬态抑制二极管能削减尖峰电压。本实用新型电感L4为共模滤波电感，滤除输入端的共模噪声。

本实用新型输出电压反馈电路通过二极管D4和四端光电耦合器，可调节电阻R9和电阻R10的输出至保护电路的电压，达到较高的稳压精度，如果输出至保护电路的电压升高，二极管D4阴极到阳极的电流增大，使四端光电耦合器输出至三极管的电流增大，输出脉宽相应变窄，故降低输出至保护电路的电压；相反的，如果输出至保护电路的电压减小，可通过反馈调节使之升高。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。