专利名称：自动式微型逆变电源的制作方法
技术领域：
自动式微型逆变电源是直流与交流电相互转换的一种电源设备，主要解决外电网停电时通过该设备及时可靠地向各种用电器正常供电，属于电源领域。
目前逆变电源种类很多，它一般由逆变功率输出单元和充电单元组成。这种电源有许多缺点1.逆变功率输出变压器工作频率在50HZ，变压器体积大而重，导致用料多成本大，不便于搬运和携带，更不可能微型化。2.输出功率管均采用发射极接地，而大部分产品为了降低成本都采用机壳为散热板，对大功率晶体管散热。由于发射极接地，故大功率管的集电极与机壳之间必须绝缘。否则将会造成短路，这就造成工艺复杂且可靠性不好的弊病。3.此种逆变电源没有自动功能，其中包括充电逆变的自动转换功能，对蓄电池过充与过放的自动保护措施，至使蓄电池使用寿命严重缩短。4.它逆变效率低，一般只在60％～70％。5.它还具有频率稳定性差的缺点，它随电源电压的变化而改变，一般幅变在±10％左右。
本实用新型发明的目的在于避免上述现有技术中的不足之处而提供一种具有体积小、重量轻、自动转换及过放自停功能、频率稳定性高、逆变效率高、功率输出管采用集电极接地式电路，提高工作稳定性、可靠性的新型自动式微型逆变电源设备。
本实用新型发明的目的可以通过以下措施来达到
1.缩小逆变电源的体积和减小重量，除了选用微型元器件外，更重要的是缩小输出变压器的体积，这可以通过提高输出变压器的工作频率来实现。经反复实验，输出变压器的工作频率可以提高到150HZ，它的重量可减小到常规变压器的三分之一，此时变压器的各项指标均能满足逆变状态的要求。此时变压器作为充电变压器使用时，由于工作频率转为50HZ，致使电感量过低而不能兼容充电状态。为了解决这个问题，采取两项技术措施1)在变压器高压线圈中串接一无极性电容器，然后与市电相接，组成一个恒流充电电路；2)在变压器的低压两个绕组中各串接一组付绕组，以提高感生电压值，从而使整流后的电压大于12V，以便对12V蓄电池充电。这样便解决了用一个变压器兼容逆变和充电两种工作状态，两个增加的付绕组是通过交流继电器J两个常开接点接入整流电路中的。
2.为了解决输出功率管用机壳代替专用的散热板散热问题，必须保证功率管的外壳(集电极)与外壳等电位，因此将功率输出电路接成共集电极电路，此时可将大功率管直接接于机壳上，这样即节省了专用散热板又不用悬浮隔离，提高了可靠性，减少了故障率。
3.为了解决充电和逆变状态的自动转换，在电路中加了一个220V交流继电器，它有四组常闭、常开接点，用两组接点来实现自动转换的目的，为了解决蓄电池过放保护，采用四运放中的一组运放和一个三极管接成过放保护电路，当12V直流电压降至10.5V时，电路将产生保护信号将方波振荡器的工作电源切断，从而达到了过放保护的作用。
4.为了提高逆变效率，采用了电路系统能量回收，并对元器件进行严格筛选。
5.为了提高振荡频率的稳定性，电路采用四运放集成电路中的三个运放接成方波发生器，产生波形规范的150HZ方波，其工作电压由二极管稳压电路稳定在9V，不受总电源12V电压波动的影响，因而使振荡频率可以稳定在150HZ±1.5HZ的范围内。
下面将结合附图与实施例对本实用新型作进一步详述
图1是本实用新型电原理图。本实用新型由150HZ方波发生器过放保护单元，推动单元、逆变功率输出单元、充电单元及开关K，和交流继电器J组成。150HZ方波发生器由集成电路IC1LM324的三个运算放大器组成。过放保护单元由集成电路IC1LM324的一个运算放大器，交流继电器J一组接点J4和三极管BG3组成。推动单元由推动管BG1和BG2及推动变压器B0组成。逆变功率输出单元由输出功率管BG4－5BG6－7并联接成推挽电路和输出变压器B及消峰电路D3D4R7C1组成。输出功率管采用3DD15，集电极接地，输出变压器初级两个绕组L2L3中各串接一组付绕组L1L4，L1L4是通过交流继电器J的两个常开接点J2J3接入整流电路的。输出变压器次级绕组L5串接一无极性电容器C2，然后与市电相接，组成一个恒流充电单元，充电单元由变压器B、整流管D1D2，电容器C2等组成。电路的工作过程是(1)当电路工作在充电状态时，首先打开双刀双掷电源开关K，外电网电源220V接通，此时继电器J通电吸合，它的所有常开接点闭合，故此变压器B的次级线圈L5通过C2接至220V交流电源中，至使变压器B的初级两组线圈L1－L2和L3－L4中产生13V左右的感生电压，通过J的两组常开接点J2J3接到二极管D1和D2上进行全波整流，对12V蓄电池E充电。在充电过程中由于J4是吸合状态故常闭点断开、方波发生器没有直流电源而不振荡。(2)当电路工作在逆变状态时，打开双刀双掷开关K使K1－11－2闭合，此时由于外电网无电，故J不吸合，其所有接点均处于常闭状态。方波发生器由于K1－2和J4常闭点接通电源故正常工作，方波信号由LM324的脚1、7输出送至推动管BG1和BG2，通过推动变压器B，将放大的方波信号送至推挽放大电路进行功率放大，通过B的L5绕组经J1的常闭点向外输出一个220V的方波电源。图中CD为输出端。逆变电源工作一段时间后，直流电源电压降至10.5V时，由运放集成电路IC1LM324的一组运放和BG3组成的过放保护电路，使BG3的晶体管截止导致方波发生器断电而使逆变状态停止，从而对蓄电池起到了过放保护作用。本实用新型四运放集成电路IC1为LM324，输出功率管BG4－5、BG6－7是用3DD15、电容C2是4μ／500V，输出变压器BL1L4用φ0.51漆包线各绕25圈，L2L3是用φ1.2漆包线绕64圈，中心抽头；L5用φ0.35漆包线绕630圈。
图2为本实用新型内部结构图。1为方波发生器及蓄电池过放保护板，B0为推动变压器，B为输出变压器，K为开关，J为交流继电器，BG4－5BG6－7为输出功率管D1D2为整流二极管，D3D4R7C1是组成消峰电路的元器件。
本实用新型优点在于(1)体积小，重量轻，成本低，用料少，为国家节省大量铜材和钢材，为逆变电源超小型化奠定了发展的基础。
(2)工艺简单，可靠性好。
(3)有充电、逆变自动转换功能，有对蓄电池过充和过放的自动保护措施，使蓄电池使用寿命增长。
(4)逆变效率高，满载时可达到90％。
(5)频率稳定性强，使振荡频率在150HZ±1.5HZ的范围内。
权利要求1.一种自动式微型逆变电源，有推动管BG1、BG2和推动变压器B0组成的推动单元，有输出功率管BG4-5BG6-7、输出变压器B、消峰电路D8D4R7C1组成的逆变功率输出单元，有输出变压器B、整流管D1D2、电容器组成的充电单元，其特征在于它还有由集成电路IC1的三个运算放大器组成的150HZ方波发生器，有由集成电路IC1的一个运算放大器、交流继电器J的一组接点J4和三极管BG8组成的过放保护单元和交流继电器J。
2.根据权利要求1所述的自动式微型逆变电源，其特征在于逆变功率输出单元的输出变压器B初级两个绕组L2L3中各串接一组付绕组L1L4，L1L4是通过交流继电器J的两个常开接点J2J3与二极管D1D2相接，输出变压器B次级绕组L5串接一无极性电容器C2，与市电相接。
3.根据权利要求1所述的自动式微型逆变电源，其特征在于逆变功率输出单元的输出功率管BG4－5，BG6－7采用集电极接地。
专利摘要自动式微型逆变电源属于电源领域，它有150Hz方波发生器，过放保护单元、推动单元、逆变功率输出单元、充电单元组成。它的方波发生器由三个运算放大器组成，过放保护单元由一个运算放大器、及交流断电器的一组接点J
文档编号H02J7/00GK2058541SQ89219969
公开日1990年6月20日 申请日期1989年11月23日 优先权日1989年11月23日
发明者张序中 申请人:北京师范学院综合技术研究所