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自制工频正弦波逆变器教程(自制正弦波逆变器并不难)

自制工频正弦波逆变器教程(自制正弦波逆变器并不难)初级算好了,次级就好算了,理论上讲,220V/7V=次级匝数/初级18匝,这样算来大约是565匝。在大功率变压器计算中,这样是可以的,但是在小功率时,要适当考虑次级线圈的压降,可以适当多绕一些。在前面就讲过,我们的控制板是可以稳压的,也就是说空载时,变压器输入7V哪怕它可以输出300V,控制板也可以让它只输出220V,加上负载后,它还是输出220V。上段讲过,用0.47-0.6mm的漆包线,基本都可以做到300W,所以这里可以用0.55左右的漆包线,绕600匝。一个变压器的某绕组匝数,受供电电压、铁芯材质(不同铁芯的饱和磁感强度不同)、铁芯截面、工作频率和工作波形的影响。刚才说过,12V的机子中,我们的初级电压认为它是7V,硅钢片材质(磁感强度一般取0.8-1.2T),50HZ,正弦波,只要找到合适的铁芯,宁可大点,也很容易计算:次级匝数N=7V/(4.44*50HZ*1.0T*截面积),

大家好,今天我们来聊一下正弦波逆变器的另一个核心器件:升压变压器。[微笑]第一篇文章已经说过,之所以叫它工频正弦波逆变器,是因为它有个工频(50HZ)的输出变压器,与用H桥 电感直接输出的区别。之所以把它拿来讲一下,是因为它与我们很多网友、包括我在初学的时候一样,对它有很多特殊的性能了解不太透。

低频电源变压器铁芯,常见的有EI形的、F型的,O型的和R形的。其中以EI和O形最为常见。F形的漏感很大,效率低下,而R形的一般用于仪表设备,功率都不大,所以这二种外形的我们不作讨论。

在1990年代,环形即O形铁芯在各种音响设备中大量使用,那个年代烧过音响的人,无一不知无人不晓[灵光一闪]。它的优点是漏感小,效率高,小体积也能出大功率,但是它也有缺点,即非常容易饱和。大家可以观察,除了国产音响在吹捧环变,进口的优质功放都是EI方形变压器。还有,环形变压器的机器,在开机的时候都能听到”噗“人”磁化的声音,这也说明了它不太容易饱和。而我们在第一讲就说到了,我们设计的逆变器,可能额定功率并不大(300W左右)但是瞬间带载功率可以非常大,600-1500W,甚至2000W以上都能工作2秒钟,这时候,环形变压器就明显不合适了。它的耦合太紧密,高压电流会传递到初级也就是H桥上,不会用一定的压降来避让重负载。还有二个更现实的原因让我们不用O形变压器,就是它的绕线和安装。无论是手工绕线,还是专业的绕线机,都是先把漆包线绕上专用的工具:梭子上后,再来慢慢一圈一圈穿的。这时候,手工不好的、工具不合适的,拉的手软,结果还不整齐。用如果用EI骨架,早就绕完了。再一个就是固定问题,环形变压器一般是用个圆盘压在机壳上,因为铁芯的中间是有磁力线的,绝对不能形成整体环路,不然就短路了,圆盘压的松了容易松动和脱落,压太紧了容易把线包压伤短路。所以,留给我们的只有EI铁芯供选了[抠鼻]。

设计一个变压器,专业的计算方法是用功率和频率来计算外形,公式很长,条件很多且取值范围大[抠鼻],我们业余的不会过于追求成本,大可不必详细计算外形,直接用自己的经验去选取铁芯。如果你觉得你很少见到这种老掉牙的变压器,可以去淘宝上搜,看你想要做多大功率,看看人家用的多大的铁芯,我们技术差,用大一点的型号即可[灵光一闪]。

变压器的铁芯确定后,就是要计算线包了。线包的参数主要是直径和匝数。

先来说直径:想想当然也知道,不可能一条0.1mm的漆包线也能过10A的电流[打脸],但到底能过多少呢?一般来说,设计变压器的电流密度取的5A左右,铁芯变压器可以高一些取到6-8A,即每平方毫米的铜线,可以过5-8A的电流。以300W的变压器为例,220V绕组的电流有1.4A的样子,就得0.175-0.28平方毫米的截面,对应的直径就是0.47-0.6mm的漆包线。低压绕组也是类似的,也是要确定电压和电流,再对应以截面,当然了,低压测的匝数少且截面大,用扁铜纱包线更方便绕制。

匝数就是整个变压器的灵魂了[机智]。在计算匝数之前,我们先要搞明白一个问题:就是一个12V的电瓶给控制板供电,它能产生多高电压的正弦波?这个问题包括我都错过,做习惯了方波逆变,总觉得就是12V。其实不是这样的,就算12V的直流电压,被100%利用,它也只能得到12V/1.414倍=8.5V左右的正弦交流电压。再算上一定的损耗,以及电池电压会下降,这个值就会更低。所以,这里,我们只能取6-8V。通俗地说,12V的电池给控制板供电,理论上只能按初级电压7V左右来计算。当然了,可以取的更低,但是变压器利用率降低,且要加大截面积,也会引起逆变桥的损耗增加。

一个变压器的某绕组匝数,受供电电压、铁芯材质(不同铁芯的饱和磁感强度不同)、铁芯截面、工作频率和工作波形的影响。刚才说过,12V的机子中,我们的初级电压认为它是7V,硅钢片材质(磁感强度一般取0.8-1.2T),50HZ,正弦波,只要找到合适的铁芯,宁可大点,也很容易计算:次级匝数N=7V/(4.44*50HZ*1.0T*截面积),截面积要用国际单位:平方米。我们举例用个EI114的铁芯,叠厚45mm来示例。7V/(4.44*50HZ*1T*0.038M*0.045M)约=18匝。然后300W的功率/7V约=42A的电流,取7A的电流密度则需要6平方毫米的截面,可以用2*3mm的扁铜纱包线绕18匝。当然也可以用多股漆包线并绕。

初级算好了,次级就好算了,理论上讲,220V/7V=次级匝数/初级18匝,这样算来大约是565匝。在大功率变压器计算中,这样是可以的,但是在小功率时,要适当考虑次级线圈的压降,可以适当多绕一些。在前面就讲过,我们的控制板是可以稳压的,也就是说空载时,变压器输入7V哪怕它可以输出300V,控制板也可以让它只输出220V,加上负载后,它还是输出220V。上段讲过,用0.47-0.6mm的漆包线,基本都可以做到300W,所以这里可以用0.55左右的漆包线,绕600匝。

线包绕完后,就是插片了。这是件急不得的事,一定要每片都 插紧,不能有缝。然后穿好支架,拧紧螺丝,就可以浸漆了。注意市场上的绝缘漆一般是原液,要加稀释剂后才能用(不然漆吃不进去线包和铁芯中间),也可以直接买稀释过的绝缘漆,泡上10多分钟后,取出来自然晾干即可。注意,绝缘漆和稀释剂是易燃品,小心失火。

当然了,变压器可以直接找厂家订制购买,而且也可以用环形变压器,只要是220V/7V左右的电压,功率足够就行。环形的变压器,需要在初级串入一个大电流的电感的,不然空载电流比较大。

这是我在淘宝上购买过的300W 220V/12V变压器,用在24V供电的控制板非常合适,而且空载电流也才0.3A多。(为了避免说打广告,把厂家名涂掉了)

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