我自制了一个小型的逆变器,它的额定功率为100w,最大可达200w!
大家知道,逆变器的作用是将电源转换为另一种形式的电力。那么这款逆变器有什么特别之处呢?它适用于哪些场景呢?
这款逆变器适用于停电应急、户外供电等场景。举个例子,如果我给它接上了1度电的电池,那么:
1. 手机充电:消耗0.03度电,充电速度非常快,90W的充电器只需20分钟就能充满。
2. 为40W的节能灯供电,可以持续使用25小时。
3. 为30W的风扇供电,可以持续使用约33小时。
那么,如果同时给这些设备供电,大概可以使用多久呢?大概可以使用14小时。
而且,这款逆变器的尺寸比市面上大多数电源都要小巧,方便携带,还可以轻松进行拓展。可以说这款逆变器的性能是非常强大的。
市面上的小体积逆变器要么是功率太小,要么输出的不是正弦波,大多为方波或高压直流。那么方波逆变器或输出直流会有什么危害呢?
方波逆变器在带感性负载时,会产生很大的噪声,而且方波里的谐波会把铁芯加热,导致电机寿命大大减少。使用此类逆变器带充电器或电源适配器时,容易损坏电源。我决定自己制作一台符合使用的正弦波逆变器,作为应急使用。
这台逆变器已经开源,它的参数亮点、硬件设计&原理、实测情况等等都可以分享给大家。
逆变器参数如下:
1. 输入:方案1:DC(11-12.6V);方案2:DC(11-15v)
2. 输出AC:220-240V
3. 额定功率:OUT 40-90W (后续实测长时间跑100W没问题的)
4. 峰值功率:OUT 200W
5. 空载功耗:4-6W
6. 满载效率:≈90%
7. 尺寸:114×50×20mm(±1%)
它的亮点包括:
1. 低成本
2. 输出正弦波
3. 无需烧写程序易复刻,但需要注意自行评估危险指数,因为含有较高电压。
4. 正常使用可以稳定工作在50W左右。
接下来,让我们进入原理讲解&实物制作教程。
我们来看设计图。包括功率主板原理图、功率主板PCB图、驱动小板原理图、驱动小板PCB图等等。这些都是非常重要的设计元素,为我们制作逆变器提供了详细的指导。
低频桥臂输出波形示意图与前级电流波形示意图见下。在实际操作中,调谐过程需要借助示波器进行实时观察调整。由于采用的是变压器漏感谐振,每个变压器的绕制方式可能存在差异,因此需要根据实际情况进行个性化调整。
调节方法简述:
1. 变压器输出绕组旁串联一个5w以上1Ω的电阻,或者安装一个互感器。互感器变比可以根据实际情况选择,一般50:1的比例已足够使用。同时在互感器两端并联一个2w以上10Ω的电阻。
2. 使用示波器监测互感器或串联电阻两端的信号,或者采用电流探头进行监测(虽然文中未提及,但可以提供这一选择)。
3. 逆变器输出需带负载运行,负载功率根据实际需求选择,一般建议带160w负载。
4. 通过调节电位器改变前级开关的频率,直至在所需功率下电流波形接近正弦波。
5. 若无法通过固定的电阻(如R59-R60)达到最佳频率,可以尝试使用电位器进行微调。如果能够通过定值电阻调到理想状态,则无需使用电位器。
接下来进行整机功率及性能测试。首先进行空载功耗测试,测试条件包括输出无负载,输入电压分别为12.6v、12v、11.5v、11v、10.5v、10v以及9.9v。
还需测试触发欠压保护功能及输出电压。测试时使用UT890D+测量设备,档位设置为AC600v。测试条件为空载,输入电压为12.6v。