在這篇文章中，我們將全面討論如何構建帶有集成自動電池充電器級的 500 瓦逆變器電路。

在本文中，我們還將學習如何升級系統以獲得更高的負載，以及如何將 ot 增強為純正弦波版本。

這款 500 瓦電源逆變器可將鉛酸電池的 12 V DC 或 24 V DC 轉換為 220 V 或 120 V

AC，可用于為所有類型的負載供電，直接從 CFL 燈、LED 燈泡、風扇、加熱器、電機、泵、混合器、計算機等。

基本設計

逆變器可以以許多不同的方式設計，只需根據用戶偏好用另一種類型的振蕩器級替換振蕩器級即可。

振蕩器級基本上是一個非穩定的多諧振蕩器，可以使用IC或晶體管。

雖然基于非穩態振蕩器的設計方式多種多樣，但我們在這里將使用IC

4047選項，因為它是一種多功能、精確且專用的非穩態芯片，專為內側等應用而設計。

使用 IC 4047

由于IC的高精度和可讀性，使用IC 4047制造任何逆變器可能是最推薦的選擇。該器件是一款多功能振蕩器 IC，在其引腳 10 和引腳 11

上提供雙推挽或觸發器輸出，并在引腳 13 上提供單方波輸出。

基本電路

具有方波輸出的基本 500

瓦逆變器可以像上面一樣簡單構建。但是，要使用電池充電器對其進行升級，我們可能必須使用根據電池規格適當額定的充電器變壓器。

在學習充電器配置之前，讓我們首先熟悉該項目所需的電池規格。

從我們之前的一篇文章中，我們知道鉛酸電池更合適的充電和放電速率應該是 0.1C 速率或比電池 Ah 額定值小 10 倍的電源電流。這意味著要在 7

瓦負載下至少備份 500 小時，電池 Ah 可以按以下方式計算

500V 電池的 12 瓦負載所需的工作電流約為 500 / 12 = 41 安培

這個 41 安培需要持續 7 小時，這意味著電池 Ah 必須 = 41 x 7 = 287 Ah。但是，在現實生活中，這至少需要 350

Ah。

對于 24 V 電池，在 50 Ah 時可能會減少 200%。這就是為什么當逆變器的額定功率偏高時，始終建議使用更高的工作電壓。

使用 24 V 電池

為了使電池和變壓器尺寸更小，電纜更細，您可能需要使用24 V電池來操作建議的500瓦設計。

基本設計將保持不變，除了在IC 7812電路中添加了4047 IC，如下所示：

示意圖

充電器

為了保持設計簡單而有效，我避免在這里使用電池充電器的自動切斷，并確保逆變器和充電器操作使用單個公共變壓器。

建議的帶電池充電器的500瓦逆變器的完整電路圖如下所示：

相同的概念已經在其他相關帖子中詳細討論過，您可以參考以獲取更多信息。

基本上，逆變器使用相同的變壓器為電池充電并將電池電源轉換為 220 V AC

輸出。該操作通過繼電器轉換網絡實現，該網絡交替將變壓器繞組更改為充電模式和逆變器模式。

工作原理

當電網電源交流不可用時，繼電器觸點位于各自的常閉點（常閉）。這將MOSFET的漏極與變壓器初級連接，電器或負載與變壓器的次級連接。

設備進入逆變器模式并開始從電池產生所需的 220V AC 或 120 V AC。

繼電器線圈由一個簡單的粗糙的無變壓器（電容）電源電路供電，使用2uF / 400V壓降電容器。

電源不需要穩定或良好調節，因為負載是繼電器線圈的形式，繼電器線圈非常重載，可以輕松承受來自 2uF 電容器的開關導通浪涌。

控制變壓器電源交流側的RL1繼電器線圈連接在阻斷二極管之前，而控制MOSFET側的RL2線圈位于二極管之后并與大電容器并聯。

這樣做是為了給RL2產生一個小的延遲效果，或者確保RL1在RL2之前打開和關閉。這是出于安全考慮，并確保每當繼電器從逆變器模式切換到充電模式時，MOSFET

永遠不會受到反向充電電源的影響。

安全建議

眾所周知，在任何逆變器電路中，變壓器的工作方式都像重感負載一樣。當如此重的感性負載以一定頻率切換時，必然會產生大量的電流尖峰，這可能對敏感電子設備和相關IC造成潛在危險。

為了確保電子載物臺的適當安全性，按以下方式修改 7812 部分可能很重要：

對于12V應用，可以將上述尖峰保護電路降低到以下版本：

電池、MOSFET 和變壓器決定功率

我們已經通過不同的帖子多次討論過這個問題，變壓器、電池和 MOSFET 額定值實際上決定了逆變器可以產生多少功率。

我們已經在前面的段落中討論了電池計算，現在讓我們看看如何計算變壓器以補充所需的功率輸出。

這其實很簡單。由于電壓應該是 24 V，功率為 500 瓦，因此將 500 除以 24 得到 20.83 安培。這意味著變壓器安培額定值必須高于 21

安培，最好高達 25 安培。

但是，由于我們在充電和逆變器模式下都使用相同的變壓器，因此我們必須以最適合兩種操作的方式選擇電壓。

初級側的20-0-20 V似乎是一個很好的折衷方案，實際上，它是逆變器在兩種模式下整體工作的理想額定值。

由于僅使用半繞組為電池充電，因此變壓器的20 V RMS額定值可用于借助連接在電池端子上的相關濾波電容器在電池兩端獲得20 x 1.41 = 28.2

V峰值直流。該電壓將以良好的速率和正確的速度為電池充電。

在逆變器模式下，當電池處于 26 V 左右時，將允許逆變器輸出處于 24/26 = 220 / 輸出

輸出 = 238 V

當電池處于最佳充電狀態時，這看起來是一個健康的輸出，即使電池降至 23 V，輸出也有望維持健康的 210V

計算MOSFET：MOSFET基本上像開關一樣工作，在切換額定電流時不得燃燒，并且由于對開關電流的電阻增加，也不得升溫。

為了滿足上述方面，我們必須確保MOSFET的電流處理能力或ID規格遠遠超過25瓦逆變器的500安培。此外，為了防止高耗散和低效開關，MOSFET 的

RDSon 規格必須盡可能低。

圖中所示的設備是IRF3205，其ID為110安培，RDSon為8毫歐（0.008歐姆），實際上看起來相當令人印象深刻，非常適合這個逆變器項目。

零件清單

要使上述500瓦逆變器與電池充電器，您將需要以下物料清單：

IC 4047 = 1

電阻

56K = 1

10 歐姆 = 2

電容 0.1uF = 1

電容器 4700uF / 50 V = 1（電池端子兩端）

場效應管 IRF3205 = 2

二極管 20 A = 1

MOSFET 散熱器 = 大型翅片式

MOSFET 兩端的阻斷二極管漏極/源極 = 1N5402（請將它們連接在每個 MOSFET

的漏極/源極上，以增加對變壓器初級反電動勢的保護。陰極將進入漏極引腳。

繼電器 DPDT 40 A = 2 nos

升級到改進正弦波逆變器

上面討論的方波版本可以有效地轉換為改進的正弦波500瓦逆變器電路，輸出波形得到極大改善。

為此，我們使用古老的IC 555和IC 741組合來制造預期的正弦波形。

帶電池充電器的完整電路如下：

這個想法與本網站的其他一些正弦波逆變器設計中應用的想法相同。它是用計算出的SPWM斬波功率MOSFET的柵極，以便復制的高電流SPWM在變壓器初級的推挽繞組上振蕩。

IC 741用作比較器，用于比較其兩個輸入端上的兩個三角波。慢基三角波從IC 4047 Ct引腳獲取，而快速三角波從外部IC

555非穩態級獲得。結果是計算出的 IC 6 引腳 741 處的

SPWM。該SPWM在功率MOSFET的柵極處斬波，該功率MOSFET由變壓器以相同的SPWM頻率進行開關。

這導致次級側具有純正弦波輸出（經過一些過濾）。

全橋設計

上述概念的全橋版本使用以下給定配置構建：

為簡單起見，不包括自動電池切斷，因此建議在電池電壓達到完全充電水平后立即關閉電源?；蛘撸部梢栽陔姵氐某潆娬龢O線上添加一個適當的燈絲燈泡，以確保電池的安全充電。