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SG3525 12V 到 220V 300W 简易逆变器电路

文摘   2024-10-01 10:09   天津  


作者：飞多学堂
转自：电源网星球号
《SG3525 12V到220V 300W简易逆变器电路》
简介
在这个项目中，我们将使用带 PWM 逆变器电路的 SG3525 芯片制作一个 300W、50/60 Hz 逆变器。该电路将从12V电池获取12V直流电源并将其转换为220V、300W PWM输出。逆变器是一种将直流 (DC) 电转换为交流 (AC) 电的电子设备。它通常用于从电池或太阳能电池板等直流电源为交流设备供电。
SG3525是一款用于开关电源和逆变器的脉宽调制（PWM）控制集成电路（IC）。它旨在控制 DC-AC 转换器的输出电压和频率，可用于电机控制、照明和不间断电源 (UPS) 等各种应用。SG3525 提供了一种通过调整 PWM 信号的占空比来调节输出电压和频率的方法。它还包括过流和热关断等保护功能。
BOM
SG3525 稳压脉宽调制器
SG3525 是一种控制集成电路，用于开关模式电源、DC-DC 转换器、AC-DC 电源和电机驱动。像 SG3525 这样的 PWM 控制器的目的是生成一个矩形波形，该波形可用于控制输送到负载的功率。SG3525 有几个内部模块协同工作以实现此目的：
  • 参考电压：这是一个内部电压源，为误差放大器提供稳定和精确的参考电压。
  • 误差放大器：这是一个差分放大器，将输出电压与参考电压进行比较。误差放大器产生与两个电压之差成正比的误差信号。
  • 振荡器：这是一个内部定时器，可生成设置 PWM 波形开关频率的时钟信号。频率可以通过外部电阻器和电容器来设置。
  • 控制电路：这包括实现 PWM 控制算法的逻辑，从误差放大器获取误差信号和振荡器的时钟信号以生成 PWM 波形。
SG3525 还具有多种特性，例如软启动、欠压锁定和过流保护，使其适用于要求苛刻的应用。通过调整误差放大器、振荡器和控制电路的参数，SG3525 可用于控制负载的输出电压、电流或功率，使其成为许多电源控制应用的多功能且经济高效的解决方案。有关详细信息，请参阅 SG3525 数据表。
SG3525 PWM逆变电路的设计
SG3525可以控制逆变器的输出电压。它还可用于驱动连接到变压器的 MOSFET IRF520。两个 MOSFET 都用作低侧连接。SG3525 有一个内置的 图腾柱电路(Totem Pole Circuit) 来驱动低端连接的 MOSFET。图腾柱是一种输出驱动电路，用于将一个电平的电压转换为另一个电平的电压。
引脚 1 和 2 是板载误差放大器的输入。当反相输入（引脚 1）上的电压大于同相输入（引脚 2）上的电压时，占空比会降低。当同相输入（引脚 2）上的电压大于反相输入（引脚 1）上的电压时，占空比增加。
PWM 的频率取决于定时电容和定时电阻。定时电容器 (CT) 连接在引脚 5 和地之间。定时电阻 (RT) 连接在引脚 6 和地之间。引脚 5 和 7 (RD) 之间的电阻决定了死区时间。频率通过以下关系与 RT、CT 和 RD 相关：
RT 必须在 2kΩ 到 150kΩ 的范围内。CT 必须在 1nF 至 0.2µF 的范围内。振荡器频率必须在 100Hz 至 400kHz 范围内。如果您希望将其用于 50Hz 逆变器，则需要 50Hz 的驱动信号。因此，振荡器频率必须为 100Hz。连接在引脚 8 和地之间的电容提供软启动功能。电容越大，软启动时间越长。
引脚 16 是电压参考部分的输出。该参考通常用于为误差放大器提供参考电压以设置反馈参考电压。引脚 15 是 VCC——SG3525 运行的电源电压。VCC 必须在 8V 到 35V 的范围内。
引脚 11 和 14 是从中获取驱动信号的输出。它们是 SG3525 内部驱动级的输出，可用于直接驱动 MOSFET 和 IGBT。它们具有 100mA 的连续额定电流和 500mA 的峰值额定电流。引脚 10 关闭。当此引脚为低时，PWM 启用。当此引脚为高电平时，PWM 锁存器立即设置。
注意：该电路能够产生 300W 的 PWM 输出。为此使用 75NF75 MOSFET。75NF75 MOSFET 的最大功率为 300 W。因此您需要 12-0-12V 的电源变压器，额定电流为 3 安培或 5 安培。在这种情况下，电源应为 12V、5A。
Gerber & PCB
使用 EasyEDA 绘制的 PCB 如下：
电路组装
面包板上组装的电路如下：
组装好元件后，可以在输出端连接一个12-0-12变压器。要获得高达 300W 的功率，请使用额定电流为 5A 的 12V 变压器。
在输入端连接一个 12V，7A 铅酸电池以获得最大功率。您可以尝试使用 11.1V 锂聚合物电池或具有类似值的任何其他电源。
测试
现在让我们测试 SG3525 逆变器电路。要对其进行测试，请在变压器的输出端连接上一个负载，例如灯泡、CFL 或交流风扇。
灯泡发光，风扇立即打开。您可以尝试使用额定功率更高的其他负载。
使用万用表，您可以测试输入和输出的电压。在输入端，它显示的电池电压接近为 12V，在变压器的输出端，它显示的电压为 220V。
逆变器需要足够的电池容量，因为电池的功耗会很大。对于测试，您可以使用锂聚合物电池或锂离子电池，但对于实际应用，请使用 12V、7Ah 铅酸电池。也可以通过调整PCB板上的50K微调电位器来调整逆变器的输出电压。

300W 逆变器的一些常见应用包括在车辆中运行小型电器、在停电期间为灯或设备供电，或者作为户外活动或露营的备用电源。

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