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自己动手做电源:150W的多用途三极管逆变电源设计

【导读】本次设计的是150W的家用逆变电源,可在停电时用于家庭照明,开关电源等家用电器。电源的输出功率150W,频率300Hz,其目的就在于缩小逆变变压器的体积与重量。下面详细介绍了设计电源的计算方法。
电容器C1、C2用涤纶电容,三极管BG1- BG5可以用9013:40V,0.1A,0.5W;BG6-BG7可以用场效应管IRF150:100V,40A,150W,0.055欧姆。先不接功率管,测A点、B点对地的电压,调整R1或R2使A、B两个点的电压要相同,这样才能输出的方波对称,静态电流也最少。

安装时要注意下列事项:BG6、BG7的焊接,必须用接地良好的电烙铁或切断电源后再焊接。大电流要用直径2.5MM以上的粗导线连接,并且连线尽量短,电瓶电压12V、容量12AH以上。功率管要加适当的散热片,例如用100*100*3MM铝板散热。如果你要增加功率,增加同型号的功率管并联使用,相应地增加变压器的功率。

逆变器的设计计算方法

晶体管的选择:考虑到安全因素,要具有一定的安全系素。经验资料如下:

直流电源电压: 晶体管集射极耐压BVCEO

6~8V≥20~30V
12~14V≥60~80V
24~28V≥80~100V

计算晶体管集电极电流:ICM(A)=输出功率P(W)÷输入电压V(V)×效率。 式中输入电压即电源电压。效率与选择的电路有关,一般在百分之60~80之间。 铁芯截面积:S(平方厘米)=k×变压器额定功率的平方根。

变压器铁芯的选择:业余制作对变压器铁心要求并不严格。不过硅钢片最好选用薄而质地脆的,或者采用铁氧体磁心。漆包线用高强度的,绕线需用绕线机紧密平绕。安插硅钢片时要严格平整。初级绕组两端电压与铁心截面积和工作频率等参数的关系可以用公式表示如下:V=4.44×10-8SKFBN

式中 S---铁心截面积(平方厘米);

K---硅钢片间隙系数(0.9~0.95);

F---逆变器工作频率(赫兹);

B---饱和磁通密度(T);

N---线圈的匝数(圈);

V---初级绕组的电压(伏特)。

经过上面的选择与计算,我们可以得知K的数值与硅钢片的厚度及片与片之间的间隙有关,铁心层迭越紧,K值越高,一般K取0.9即可。逆变器的工作频率,主要由所选择的铁心决定。采用硅钢片铁心, 逆变器工作频率低于2KHZ。采用不同的铁氧体磁心,工作频率在2KHZ~40KHZ之间。如果工作频率超出了磁心的固有频率,则高频损耗十分严重。

饱和磁通密度B,对不同规格的硅钢片,其值不同,一般在0.5~1.4T之间。硅钢片薄而质地脆, 则磁性好,B可取大些;硅钢片厚而质地软,则磁性差,B可取小些。铁氧体磁心的B取0.2~0.5T左右。初级绕组双线并绕,绕制变压器时,人们习惯于使用每伏匝数,这可用下式表达: 每伏匝数N=2500/SKFB ,式中K为硅钢片间隙系数(0.9~0.95),线径D(mm)=0.715×I的平方根。
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