現有的逆變器，有方波輸出和正弦波輸出的。方波輸出的逆變器效率高，但對于都是為正弦波電源設計的電器來說，使用總是不放心，雖然可以適用于許多電器，但部分電器就不適用，或用起來電器的指標會變化。正弦波輸出的逆變器就沒有這方面的缺點，卻存在效率低的缺點。為此筆者設計了一款高效率正弦波逆變器，其電路如圖1。
該電路用12V電池供電。先用一片倍壓模塊倍壓為運放供電�？蛇x取ICL7660或MAX1044。運放1產生50Hz正弦波作為基準信號。運放2作為反相器。運放3和運放4作為遲滯比較器。其實運放3和開關管1構成的是比例開關電源。運放4和開關管2也同樣。它的開關頻率不穩定。在運放1輸出信號為正相時，運放3和開關管工作。這時運放2輸出的是負相。這時運放4的正輸入端的電位（恒為0）總比負輸入端的電位高，所以運放4輸出恒為1，開關管關閉。在運放1輸出為負相時，則相反。這就實現了兩開關管交替工作。 下面論述一下開關管是怎么工作的。當基準信號比檢測信號，也即是運放3或4的負輸入端的信號比正輸入端的信號高一微小值時，比較器輸出0，開關管開，隨之檢測信號迅速提高，當檢測信號比基準信號高一微小值時，比較器輸出1，開關管關。這里要注意的是，在電路翻轉時比較器有個正反饋過程，這是遲滯比較器的特點。比如說在基準信號比檢測信號低的前提下，隨著它們的差值不斷地靠近，在它們相等的瞬間，基準信號馬上比檢測信號高出一定值。這個“一定值”影響開關頻率。它越大頻率越低。這里選它為0.1~0.2V。 C3，C4的作用是為了讓頻率較高的開關續流電流通過，而對頻率較低的50Hz信號產生較大的阻抗。C5由公式：50=算出。L一般為70H，制作時最好測一下。這樣C為0.15μ左右。R4與R3的比值要嚴格等于0.5，大了波形失真明顯，小了不能起振，但是寧可大一些，不可小。開關管的最大電流為：I==25A。 這里較詳細的討論一下L1，L2的選值。把負載電等效回變壓器的輸入端，其電路為圖2。
考慮到開關頻率比50Hz大得多，在開關從開到關的過程，可以把變壓器的電壓看成是不變的。則電源通過L輸出的能量為：W=∫Uccdt=t 忽略一切不理想損耗，此能量應等于負載消耗能量。上式的平均功率為：P==t 我們希望在Ucc-U接近于某一小值時，電池能以較高的開關頻率并符合要求地向變壓器供電。這個“某一小值”這里取0.5V，頻率取5kHz。當Ucc-U<0.5V，開關管將較長時間開著（這是相對來說的）。如果需要這個電源的最大輸出功率為150W，那么負載電阻為322.7Ω，折算到變壓器輸入端為：0.48Ω。 ∴負載此時的瞬時功率為：P==276W ∴P=×=276 ∴L=2.2μH 可以看出L值很小，對開關管不利，并且輸出有削峰。制作時可以增加L值，但最大輸出功率會減少。解決這一問題的最好方法是，用16V電源供電，還用8.5V變壓器（峰值為12V），和峰值為12V的基準信號，但這時的電路需要改動，這里就不討論了。 |
