一種微型正弦波輸出400Hz變頻器模塊的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及一種電能轉(zhuǎn)換裝置，具體地說(shuō)，涉及一種微型正弦波輸出400Hz變頻器模塊。
【背景技術(shù)】
[0002]目前，小型的正弦波輸出變頻器模塊通常采用兩種電路模式:一種是線性電路模式，采用線性功率放大器(包括A類、B類、AB類等)作為交流輸出，這種模式下輸出的正弦波形純凈，幾乎無(wú)輸出噪聲干擾，THD (總諧波失真)接近為零，但其最大的缺點(diǎn)是轉(zhuǎn)換效率較低，一般只有45°/『60%左右，這造成其體積和重量均較大，在很多場(chǎng)合下限制了此種電路模式變頻器模塊的應(yīng)用；另一種是開關(guān)電路模式，采用目前較流行的SPffM波形調(diào)制技術(shù)，H橋電路拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，其轉(zhuǎn)換效率較高，一般在80%以上，且體積和重量較線性電路模式均大幅縮小，但其電路結(jié)構(gòu)及驅(qū)動(dòng)控制相對(duì)復(fù)雜，存在較大的電磁干擾，需要更多的濾波措施，THD最高只能做到0.5^3%之間，在一些對(duì)正弦波形要求較高的設(shè)備或系統(tǒng)中無(wú)法使用。
【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0003]本實(shí)用新型正是為了解決上述技術(shù)問(wèn)題而設(shè)計(jì)的一種微型正弦波輸出400Hz變頻器模塊。
[0004]本實(shí)用新型解決其技術(shù)問(wèn)題所采用的技術(shù)方案是:
[0005]一種微型正弦波輸出400Hz變頻器模塊，包括±24V直流電源、直流濾波、輔助電源、變頻控制和變頻輸出電路；交流AC輸入經(jīng)土 24V直流電源電路轉(zhuǎn)換為直流，再經(jīng)直流濾波電路輸出穩(wěn)定的±24V直流，為輔助電源和變頻輸出電路供電，經(jīng)輔助電源電路為變頻控制電路供電，變頻控制電路控制變頻輸出電路生成400Hz正弦波輸出V0，并從變頻輸出電路采樣進(jìn)行系統(tǒng)閉環(huán)控制；直流濾波電路由電感LI與電容Cl、C3，電感L2與電容C2、C4分別組成LC濾波器，對(duì)土 24V輸入進(jìn)行濾波形成純凈的正負(fù)電源VCC和VEE，二極管Dl，D2串接在±24V直流之間起極性保護(hù)作用；輔助電源電路由芯片U1、U2、U3和濾波電容組成，正負(fù)電源VCC和VEE為Ul和U2供電，Ul為負(fù)壓三端穩(wěn)壓器，U2為正壓三端穩(wěn)壓器，兩者輸出組合成土DC12V電壓為變頻控制電路的U5及變頻輸出電路供電，U2同時(shí)為U3供電，U3為正壓三端穩(wěn)壓器，其輸出的DC5V電壓為變頻控制電路的分頻器U4供電，電容C5?C9均為濾波電容；變頻控制電路由芯片U4、U5和U6及其外圍元器件組成，其中U6為石英晶體振蕩器，U6跨接在U4的10和11腳之間，產(chǎn)生頻率可調(diào)的方波信號(hào)，該方波信號(hào)由U4的2腳輸出，經(jīng)電阻R2后送給PID調(diào)節(jié)器，PID調(diào)節(jié)器由電阻R3、R4、R5、R6，電容C12、C13和芯片U5的Al模塊組成，其作用是將方波信號(hào)轉(zhuǎn)換為400Hz正弦波信號(hào)，經(jīng)反向比例放大器芯片U5的A2模塊后輸出正弦波信號(hào)SG給變頻輸出電路，與正弦波輸出VO相連的輸出VF經(jīng)電位器R8和電阻R9分壓后送至芯片U5的A3模塊，A3的輸出經(jīng)電阻R7連接至電阻R2，從而形成閉環(huán)穩(wěn)壓系統(tǒng)；變頻輸出電路為D類音頻放大電路，芯片U7為D類音頻放大器主控芯片IRS2092，正弦波信號(hào)SG送至其3腳，與其內(nèi)部產(chǎn)生的三角波比較運(yùn)算后，生成寬窄成正弦波規(guī)律變化的方波，該調(diào)制波經(jīng)反相生成極性對(duì)稱的兩路分別經(jīng)U7的14腳和11腳輸出給MOSFET管Ql與Q2的柵極；VCC與Ql漏極相連，VEE與Q2源極相連，Ql的源極、Q2的漏極與U7的13腳相連作為輸出，經(jīng)由L3和C24組成的LC解調(diào)器輸出純凈的正弦波輸出VO ;正弦波輸出VO經(jīng)串聯(lián)的電阻R18和R17連接到U7的3腳，且電容C22跨接在電阻R18和R17連接點(diǎn)和地之間，組成U7的閉環(huán)反饋網(wǎng)絡(luò)。
[0006]所述一種微型正弦波輸出400Hz變頻器模塊，其Ql與Q2是集成在一起的兩只MOSFET管，其型號(hào)為IRF4212，為D類音頻放大器專用功放M0SFET，兩者組成半橋式拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)。
[0007]所述一種微型正弦波輸出400Hz變頻器模塊，芯片Ul為負(fù)壓三端穩(wěn)壓器LM7912，芯片U2為正壓三端穩(wěn)壓器LM7812，芯片U3為正壓三端穩(wěn)壓器LM7805。
[0008]本實(shí)用新型兼有線性電路模式下高質(zhì)量的輸出正弦波形，又有開關(guān)電路模式下較高的轉(zhuǎn)換效率，整個(gè)模塊除了交流輸出的功率放大部分以外均采用SMT工藝，體積小，重量輕。本實(shí)用新型與傳統(tǒng)的小型正弦波輸出變頻器相比有如下優(yōu)點(diǎn):
[0009]1、體積小，體積為相同功率等級(jí)變頻器的1/5。
[0010]2、重量輕，重量為相同功率等級(jí)變頻器的1/5
[0011]3、效率高，滿載轉(zhuǎn)換效率不低于90%
[0012]4、極低的THD值，THD不大于0.02%。
[0013]5、低噪聲，輸出噪聲不大于0.5Vrms。
[0014]6、模塊采用SMT工藝，易于質(zhì)量控制和批量生產(chǎn)。
[0015]本實(shí)用新型的有益效果是其采用SMT工藝，體積小、重量輕、效率高、噪聲低，其總諧波失真值THD不大于0.02%。
【附圖說(shuō)明】
[0016]圖1為本實(shí)用新型電路原理框圖。
[0017]圖2為本實(shí)用新型直流濾波電路原理圖。
[0018]圖3為本實(shí)用新型輔助電源電路原理圖。
[0019]圖4為本實(shí)用新型變頻控制電路原理圖。
[0020]圖5為本實(shí)用新型變頻輸出電路原理圖。
【具體實(shí)施方式】
[0021]下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型進(jìn)一步說(shuō)明。
[0022]如圖1至5所示，本實(shí)用新型一種微型正弦波輸出400Hz變頻器模塊，包括土24V直流電源、直流濾波、輔助電源、變頻控制和變頻輸出電路；交流AC輸入經(jīng)土 24V直流電源電路轉(zhuǎn)換為直流，再經(jīng)直流濾波電路輸出穩(wěn)定的±24V直流，為輔助電源和變頻輸出電路供電，經(jīng)輔助電源電路為變頻控制電路供電，變頻控制電路控制變頻輸出電路生成400Hz正弦波輸出V0，并從變頻輸出電路采樣進(jìn)行系統(tǒng)閉環(huán)控制；直流濾波電路由電感LI與電容Cl、C3，電感L2與電容C2、C4分別組成LC濾波器，對(duì)±24V輸入進(jìn)行濾波形成純凈的正負(fù)電源VCC和VEE，二極管D1，D2串接在±24V直流之間起極性保護(hù)作用；輔助電源電路由芯片Ul、U2、U3和濾波