低电压输入DC/AC变换器模块
低电压输入dc/ac变换器模块
摘要：介绍在低电压输入下工作的低频交流模块的工作原理、应用范围和技术指标。
关键词：开关电源方波脉宽调制
a module of dc/ac converter with low? input voltage
abstract:the operating principle, applicable scope and specifioations of a module of dc/ac converter with low－ input voltage are presented.
keywords: smps, square? ware, pwm
1引言
高频开关电源作为一种比较新型的稳压电源具有效率高、体积小、重量轻等优点。因此在国内外电子仪器、仪表及家用电器方面得到广泛应用，其产品发展迅速，市场前景广泛。目前高频开关电源可分为三大类：交流/直流变换器即整流电源，直流/直流变换器即各种高低压直流电源的转换，直流/交流变换器即逆变器、铃流发生器等，其中整流电源和直流变换器市场占有份额相当大，目前主要问题是如何进一步提高效率、减小模块体积和控制保护智能化。逆变器市场占有率较低，而铃流发生器在通信系统和声纳系统中的应用则比较多。本文介绍的低输入直流/交流变换器模块是在低电压下工作的铃流发生器，用以开拓低压铃流的新品种供电子科技人员设计新品时参用。
2模块外形结构及接线
2．1模块外形
模块外形图见图1。
图1 模块外形图
2．2应用接线
应用接线见图2。
3电路原理
电路原理见图3。
ic1、v1、l1、d1等组成高频振荡电路产生高电压，供脉宽调制集成电路工作，推动v3工作在开关状态，通过变压器升压、整流输出正负高电压，r15、r16、r17、v7、d13、ic4组成取样比较放大电路反馈到脉宽调制器中进行稳压控制。ic3、c13、r19、d12、r20产生低频方波，推动v5、v6工作，使输出两端形成连续的25hz、有效值为75v的方波。d4、d5、l2、c2给ic2供电，保证v3正常工作，并通过v2、d3、r1、r6组成的电路关闭ic1，使其停止振荡，r11、r12、c8组成过流检测电路进行过载保护，d10、d11、l5、c12组成低压电源供给ic3方波发生器和比较放大器工作，d14、d15可防止v5与v6同时导通。
电路设计要点如下：
（1）低压工作选择
由于目前通用的脉宽调制集成电路在5v左右不能工作，必须在大于8v的工作电压下才能产生振荡脉冲，同时v3也要求一个大于5v的栅极控制电
压，故设计一个串联型开关电源给ic2供电，ic1的3脚为振荡输出端，通过r4、r5、v1放大，产生幅值为2ui的电压，经过d1、c2整流滤波后形成约9v的直流电压。当ic2正常工作时为节省电流，设计一个关闭电路，关闭ic1振荡（ic1的4脚为开关控制端，低电平关闭，高电平振荡）。当整个电路正常工作时ic2电源电压高于10v，使稳压二极管d3工作，触发v2全导通将ic1的4脚处于低电平。
图2模块应用接线图
注：co=1000μf/10v（引线过长时接电容）
图3模块原理图
（2）输出稳压设计
由于方波输出空载到满载时，输出有效值变化很大，空载时峰值高达200v以上，容易损坏负载，为了安全和降低元器件成本（降低v5、v6的反压值），采用稳压电路控制峰值在空载时不超过150v，为了降低功耗和缩小体积，ic4和r17的正电压端接在ic3供电的电平上，由于高电压的稳定使辅助电源也比较稳定，保证ic3正常工作。
（3）方波产生及稳频
本电路的方波产生是通过555时钟电路ic3、r19、r20、d12和c13组成，d12构成放电回路，c13、r19、r20组成低频振荡电路并决定振荡频率，其中r19与r20决定导通、截止的时间比率，在设计时通过调整波形选择好合适的阻值，使之导通时间与截止时间相等。在稳频过程中，由于电阻的热稳定性比较好，则25hz低频受c13影响很大，因为c13电容值较大，易受温度影响使电容量变化（满载时模块的温度高于空载），通过反复选择试验，最终选用稳定性好的聚丙烯电容使输出频率稳定在允许的范围内。
4电性能介绍
输入电压＋5v±5％
输出电压75v±10％（有效值）
输出频率25hz±3hz（方波）
输出功率7.5w
效率70％
输入输出隔离电压≥500v
通过电性能测试满足使用需要，如果需要更精确的低频方波可选择更好的方形波发生器。
5应用及注意事项
目前该模块已小批量生产，应用于低压工作下的车载指挥通信系统中，满足上机使用要求。在使用过程中无须外接散热板，模块外引脚应紧贴基板焊接，远离热源，输入电源线粗一些，若线路过长应在模块输出端附近接一个大电解电容器，以避免输出不正常和产生高频辐射影响其它电路工作。根据这一电路模式可开发系列的dc/ac变换器。
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关键词：开关电源方波脉宽调制
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abstract:the operating principle, applicable scope and specifioations of a module of dc/ac converter with low－ input voltage are presented.
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1引言
高频开关电源作为一种比较新型的稳压电源具有效率高、体积小、重量轻等优点。因此在国内外电子仪器、仪表及家用电器方面得到广泛应用，其产品发展迅速，市场前景广泛。目前高频开关电源可分为三大类：交流/直流变换器即整流电源，直流/直流变换器即各种高低压直流电源的转换，直流/交流变换器即逆变器、铃流发生器等，其中整流电源和直流变换器市场占有份额相当大，目前主要问题是如何进一步提高效率、减小模块体积和控制保护智能化。逆变器市场占有率较低，而铃流发生器在通信系统和声纳系统中的应用则比较多。本文介绍的低输入直流/交流变换器模块是在低电压下工作的铃流发生器，用以开拓低压铃流的新品种供电子科技人员设计新品时参用。
2模块外形结构及接线
2．1模块外形
模块外形图见图1。
图1 模块外形图
2．2应用接线
应用接线见图2。
3电路原理
电路原理见图3。
ic1、v1、l1、d1等组成高频振荡电路产生高电压，供脉宽调制集成电路工作，推动v3工作在开关状态，通过变压器升压、整流输出正负高电压，r15、r16、r17、v7、d13、ic4组成取样比较放大电路反馈到脉宽调制器中进行稳压控制。ic3、c13、r19、d12、r20产生低频方波，推动v5、v6工作，使输出两端形成连续的25hz、有效值为75v的方波。d4、d5、l2、c2给ic2供电，保证v3正常工作，并通过v2、d3、r1、r6组成的电路关闭ic1，使其停止振荡，r11、r12、c8组成过流检测电路进行过载保护，d10、d11、l5、c12组成低压电源供给ic3方波发生器和比较放大器工作，d14、d15可防止v5与v6同时导通。
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注：co=1000μf/10v（引线过长时接电容）
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