近年入住電梯公寓,每當(dāng)停電的侯就寂寞難耐,想到自己多年從事的電子開發(fā),于是利用業(yè)余時間,收集一些資料,幾經(jīng)周折,總算搞定一個小功率的EPS投入使用。從此家中停電無優(yōu),上網(wǎng),電視,設(shè)計等工作在停電的時候也能照常進(jìn)行,心情特爽。今特將其奉獻(xiàn)給大家，以感謝電源網(wǎng)上的逆變開發(fā)先驅(qū)以及那些能把資料上傳到網(wǎng)上的好心人；同時也請老師們多提寶貴意見，爭取把產(chǎn)品做的更好，更完善。

     在這里首先介紹該電源的外觀和基本規(guī)格，再介紹產(chǎn)品的電路設(shè)計思路。                         

                    圖1 電源外觀                                圖2 電源內(nèi)部結(jié)構(gòu)

      本電源主要設(shè)計的應(yīng)用是家用小功率電器和其它需要小功率應(yīng)急電源的場合,最大功率為1000W。為了適當(dāng)降低成本,采用了2只36AH-45AH的小容量免維護(hù)蓄電池。逆變方式采用SPWM方式產(chǎn)生的標(biāo)準(zhǔn)正弦波。充電采用一體化板上的開關(guān)電源。系統(tǒng)的總體控制用單片機(jī)完成。圖1，圖2分別是產(chǎn)品的外觀和內(nèi)部結(jié)構(gòu)展示圖（圖片的形狀有點(diǎn)變形是由于照相機(jī)不好的原因）。輸出為50HZ,220V±10%。

    在機(jī)殼的上面分別有三個LED顯示燈，分別為市電/逆變/故障顯示燈。充電的時候市電LED會閃動。顯示屏顯示的分別是交流輸出的電壓和輸出電流。最右邊的是電源的開關(guān)，系統(tǒng)安裝好后打開此開關(guān)，則電源投入使用。如果關(guān)閉此開關(guān)則，切換斷逆變和斷開輸出。如果電源較長時間不用可以通過切斷機(jī)箱內(nèi)電瓶開關(guān)來徹底斷開電瓶。

     在機(jī)殼內(nèi)部,整個電路板裝在一個鐵蓋內(nèi),可以改善電磁兼容的性能,減少電磁輻射,同時增加安全性,避免異物接觸電路而產(chǎn)生的短路等不良問題。下面是主電路板的照片 

                           圖3 主電路板

整個電路由主電路板和驅(qū)動/控制板組成。主電路板由開關(guān)電源部分和逆變部分。市電/逆變轉(zhuǎn)換由繼電器完成。以下是開關(guān)電源部分的電路圖。

                                 圖4 充電開關(guān)電源

     開關(guān)電源在控制板的單片機(jī)控制下對電瓶進(jìn)行恒流，限壓,間隙式充電。對于36AH的電瓶,前期充電電流為3.6A(1/10C)左右。充電電流的檢測采用了專用的集成電路MAX472,比一般由電阻和運(yùn)放組成的電流檢測電阻可靠的多。運(yùn)放在弱信號下，如果設(shè)計稍有不良，很容易受到干擾。單片機(jī)通過PWM方式可以精確控制開關(guān)電源的輸出電壓，從而控制充電電流，可以規(guī)劃出理想的充電曲線。所以這種充電控制方式比典型的硬件恒流充電方式靈活很多，而且有利于延長電瓶的使用壽命。從電路圖可以看出，市電/逆變的切換是通過繼電器來完成的。當(dāng)電路處與EPS模式時，由于啟動逆變需要一定時間，轉(zhuǎn)換就需要一定時間?？梢愿某绦蚴闺娐诽幱?SPAN>UPS模式，切換時間就比EPS模式下小很多，但由于UPS模式下逆變電路是一直工作的，其靜態(tài)電流比EPS模式下稍大。

     主板逆變部分主要由SG3525升壓電路, H橋輸出電路等典型經(jīng)典電路組成。輸出采用4只大電流的高壓MOS管 24N50，一定程度上提高抗短路沖擊能力。但本電路的設(shè)計是在遇到過重負(fù)載時，MOS管會生產(chǎn)保護(hù)鎖定動作，需要重新開機(jī)。這樣雖然遇到這種情況會有需要重開機(jī)的麻煩，但安全保護(hù)畢竟是第一重要的。(準(zhǔn)備在下一版電路中改進(jìn)此短路保護(hù)功能) 逆變部分電路如下：

                                       圖5 逆變部分電路圖

      從圖中可以看出該電路為典型的逆變電路。其工作原理在電源網(wǎng)及其它地方都有介紹，不再重復(fù)。該電路有一個低壓保護(hù)電路，它的作用是在電瓶電壓過低時將整個電路的靜態(tài)電流進(jìn)一步降低。這種情況一般發(fā)生在電瓶完全放電，很長時間沒有充電的情況，可以避免電瓶過度放電。

驅(qū)動/控制板主要由典型的TDS2285（電源網(wǎng)有介紹），STC單片機(jī)，TDA2030, LM7805等組成，電路板如下：

               圖6 驅(qū)動/控制電路板

 驅(qū)動控制板有如下功能：（1）：TDS2285 構(gòu)成正弦波逆變電路；(2):由單片機(jī)完成各種狀態(tài)檢測，控制。充電電流控制；(3):通過TDA2030控制散熱風(fēng)扇的轉(zhuǎn)速隨溫度均勻變化。(4):出現(xiàn)嚴(yán)重短路的時候，進(jìn)行快速的保護(hù)。 驅(qū)動控制板的電路圖如下： 

                          圖7 驅(qū)動/控制電路板電路圖

      通過TDA2030控制散熱風(fēng)扇轉(zhuǎn)速是更好的使電源一般情況下保持比較安靜的工作模式。只有在環(huán)境溫度較高或者輸出功率較大的時候風(fēng)扇才會處于比較高的轉(zhuǎn)速。內(nèi)部溫度越高風(fēng)扇轉(zhuǎn)的越快。

實際測試波形 以下是空載和帶載情況下的波形(僅供參考),從圖中可以明顯看出波形是比較良好的，無明顯失真。

              圖8 逆變空載輸出波形                                            圖9  500W負(fù)載波形

以上介紹僅供參考，不足之處歡迎你的批評指導(dǎo)，聯(lián)系郵箱zf88@21cn.com  2013/4/24 成都