一种基于三次谐波消除电路的功率放大型正弦波逆变系统

本发明涉及一种逆变系统，具体是指一种基于三次谐波消除电路的功率放 大型正弦波逆变系统。

逆变系统可以把直流电转变成交流电，它广泛适用于空调、家庭影院、电 电动工具等领域。然而，目前所使用的逆变系统自身的功耗较大，导致其转换 效率低，无法满足人们的要求。

本发明的目的在于解决目前的逆变系统转换效率低的缺陷，提供一种基于 三次谐波消除电路的功率放大型正弦波逆变系统。

本发明的目的通过下述技术方案现实：一种基于三次谐波消除电路的功率 放大型正弦波逆变系统，主要由处理芯片U，变压器T，正极作为输入端、负极 接地的电容C1，串接在电容C1的正极和处理芯片U的VCC管脚之间的电阻 R5，串接在电容C1的正极和处理芯片U的VC管脚之间的电阻R6，正极与处 理芯片U的SS管脚相连接、负极接地的电容C4，负极与处理芯片U的SD管 脚相连接、正极接地的电容C3，串接在电容C3的正极和处理芯片U的GND 管脚之间的电阻R4，串接在电容C1的正极和处理芯片U之间的脉宽调制电路， 与处理芯片U相连接的转换电路，串接在转换电路和变压器T的原边电感线圈 的非同名端之间的三次谐波消除电路，以及串接在转换电路和变压器T的原边 电感线圈的同名端之间的功率放大电路组成；所述电容C1的正极与变压器T的 原边电感线圈的抽头相连接；所述变压器T的副边电感线圈的同名端和非同名 端作为输出端。

进一步的，所述功率放大电路由三极管VT6，三极管VT7，三极管VT8， 三极管VT9，三极管VT10，负极与三极管VT6的基极相连接、正极与转换电 路相连接的电容C8，串接在三极管VT6的发射极和三极管VT7的发射极之间 的电阻R13，N极与三极管VT6的集电极相连接、P极经二极管D9后与三极管 VT8的集电极相连接的二极管D8，正极与三极管VT9的发射极相连接、负极与 三极管VT8的发射极相连接的电容C9，串接在三极管VT10的发射极和电容 C9的负极之间的电阻R15，串接在二极管D8的N极和三极管VT10的集电极 之间的电阻R14，以及正极与三极管VT10的集电极相连接、负极与变压器T 的原边电感线圈的同名端相连接的电容C10组成；所述三极管VT7的集电极与 三极管VT6的集电极相连接、其发射极与三极管VT8的基极相连接、其基极则 与三极管VT9的集电极相连接；所述三极管VT9的基极与三极管VT8的集电 极相连接、其集电极与三极管VT10的基极相连接。

所述三次谐波消除电路由放大器P，三极管VT3，三极管VT4，三极管VT5， 一端与放大器P的正极相连接、另一端与转换电路相连接的电阻R9，负极与放 大器P的负极相连接、正极与三极管VT3的集电极相连接的电容C6，串接在三 极管VT3的基极和放大器P的输出端之间的电阻R10，串接在放大器P的输出 端和三极管VT5的集电极之间的电阻R11，正极与三极管VT3的发射极相连接、 负极与三极管VT5的基极相连接的电容C7，N极与三极管VT4的集电极相连 接、P极经电阻R12后与三极管VT4的发射极相连接的二极管D6，N极与二极 管D6的P极相连接、P极与三极管VT5的集电极相连接的二极管D7，以及一 端与二极管D6的P极相连接、另一端与变压器T的原边电感线圈的非同名端相 连接的电感L组成；所述三极管VT5的集电极接地、其发射极与三极管VT4的 发射极相连接；所述三极管VT4的基极与三极管VT3的发射极相连接、其集电 极与三极管VT3的集电极相连接。

所述脉宽调制电路由三极管VT1，三极管VT2，一端与电容C1的正极相连 接、另一端与处理芯片U的DISC管脚相连接的电阻R3，N极与处理芯片U的 CMOEN管脚相连接、P极与电容C1的正极相连接的二极管D2，P极与电容 C1的正极相连接、N极与三极管VT1的基极相连接的二极管D1，串接在二极 管D2的P极和三极管VT2的基极之间的电阻R1，串接在三极管VT2的发射极 和三极管VT1的发射极之间的电阻R2，N极与处理芯片U的IN+管脚相连接、 P极与三极管VT2的集电极相连接的二极管D3，以及正极与三极管VT1的发 射极相连接、负极与处理芯片U的IN-管脚相连接的电容C2组成；所述三极管 VT1的集电极与三极管VT2的基极相连接、其发射极接地。

所述转换电路由场效应管MOS1，场效应管MOS2，串接在处理芯片U的 OUTA管脚和场效应管MOS1的栅极之间的电阻R7，串接在处理芯片U的 OUTB管脚和场效应管MOS2的栅极之间的电阻R8，正极与场效应管MOS1的 源极相连接、负极与场效应管MOS2的源极相连接的电容C5，N极与场效应管 MOS1的漏极相连接、P极与场效应管MOS1的源极相连接的二极管D4，以及 N极与场效应管MOS2的源极相连接、P极与场效应管MOS2的漏极相连接的 二极管D5组成；所述场效应管MOS1的漏极与电容C8的正极相连接；所述场 效应管MOS2的漏极经电阻R9后与放大器P的正极相连接。

所述处理芯片U为SG3525AJ集成芯片。

本发明与现有技术相比具有以下优点及有益效果：

(1)本发明采用SG3525AJ集成芯片作为处理芯片，并采用脉冲宽度调制的 方式对系统进行控制，极大的降低了系统自身的能耗，从而使本发明的转换效 率达到94％以上。

(2)本发明可以对输出电流中的三次谐波进行消除，从而减小流入用电负 载中的容性电流，保护用电负载不被损坏。

(3)本发明可以输出大功率，从而满足大功率用电负载的要求。

图1为本发明的整体结构示意图。

图2为本发明的三次谐波消除电路的结构图。

图3为本发明的功率放大电路的结构图。

下面结合实施例对本发明作进一步地详细说明，但本发明的实施方式并不 限于此。

实施例

如图1所示，本发明主要由处理芯片U，变压器T，正极作为输入端、负极 接地的电容C1，串接在电容C1的正极和处理芯片U的VCC管脚之间的电阻 R5，串接在电容C1的正极和处理芯片U的VC管脚之间的电阻R6，正极与处 理芯片U的SS管脚相连接、负极接地的电容C4，负极与处理芯片U的SD管 脚相连接、正极接地的电容C3，串接在电容C3的正极和处理芯片U的GND 管脚之间的电阻R4，串接在电容C1的正极和处理芯片U之间的脉宽调制电路， 与处理芯片U相连接的转换电路，串接在转换电路和变压器T的原边电感线圈 的非同名端之间的三次谐波消除电路，以及串接在转换电路和变压器T的原边 电感线圈的同名端之间的功率放大电路组成。

所述电容C1的正极与变压器T的原边电感线圈的抽头相连接；所述变压器 T的副边电感线圈的同名端和非同名端作为输出端。为了更好的实现本发明的目 的，所述处理芯片U优选SG3525AJ集成芯片来实现。

其中，所述脉宽调制电路由三极管VT1，三极管VT2，电阻R1，电阻R2， 电阻R3，二极管D1，二极管D2，二极管D3以及电容C2组成。

连接时，电阻R3的一端与电容C1的正极相连接、其另一端与处理芯片U 的DISC管脚相连接。二极管D2的N极与处理芯片U的CMOEN管脚相连接、 其P极与电容C1的正极相连接。二极管D1的P极与电容C1的正极相连接、 其N极与三极管VT1的基极相连接。电阻R1的串接在二极管D2的P极和三 极管VT2的基极之间。电阻R2串接在三极管VT2的发射极和三极管VT1的发 射极之间。二极管D3的N极与处理芯片U的IN+管脚相连接、其P极与三极 管VT2的集电极相连接。电容C2的正极与三极管VT1的发射极相连接、其负 极与处理芯片U的IN-管脚相连接。所述三极管VT1的集电极与三极管VT2的 基极相连接、其发射极接地。

另外，所述转换电路由场效应管MOS1，场效应管MOS2，电阻R7，电阻 R8，电容C5，二极管D4以及二极管D5组成。

连接时，电阻R7串接在处理芯片U的OUTA管脚和场效应管MOS1的栅 极之间。电阻R8串接在处理芯片U的OUTB管脚和场效应管MOS2的栅极之 间。电容C5的正极与场效应管MOS1的源极相连接、其负极与场效应管MOS2 的源极相连接。二极管D4的N极与场效应管MOS1的漏极相连接、其P极与 场效应管MOS1的源极相连接。二极管D5的N极与场效应管MOS2的源极相 连接、其P极与场效应管MOS2的漏极相连接。所述场效应管MOS1的漏极与 功率放大电路相连接；所述场效应管MOS2的漏极与三次谐波消除电路相连接。

如图2所示，所述三次谐波消除电路由放大器P，三极管VT3，三极管VT4， 三极管VT5，电阻R9，电阻R10，电阻R11，电阻R12，电感L，二极管D6， 二极管D7，电容C6以及电容C7。

连接时，电阻R9的一端与放大器P的正极相连接、其另一端与场效应管 MOS2的漏极相连接。电容C6的负极与放大器P的负极相连接、其正极与三极 管VT3的集电极相连接。电阻R10串接在三极管VT3的基极和放大器P的输出 端之间。电阻R11串接在放大器P的输出端和三极管VT5的集电极之间。电容 C7的正极与三极管VT3的发射极相连接、其负极与三极管VT5的基极相连接。 二极管D6的N极与三极管VT4的集电极相连接、其P极经电阻R12后与三极 管VT4的发射极相连接。二极管D7的N极与二极管D6的P极相连接、其P 极与三极管VT5的集电极相连接。电感L的一端与二极管D6的P极相连接、 其另一端与变压器T的原边电感线圈的非同名端相连接。

所述三极管VT5的集电极接地、其发射极与三极管VT4的发射极相连接。 所述三极管VT4的基极与三极管VT3的发射极相连接、其集电极与三极管VT3 的集电极相连接。

如图3所示，所述功率放大电路由三极管VT6，三极管VT7，三极管VT8， 三极管VT9，三极管VT10，电阻R13，电阻R14，电阻R15，电容C8，电容 C9，电容C10，二极管D8以及二极管D9组成。

连接时，电容C8的负极与三极管VT6的基极相连接、其正极与场效应管 MOS1的漏极相连接。电阻R13串接在三极管VT6的发射极和三极管VT7的发 射极之间。二极管D8的N极与三极管VT6的集电极相连接、其P极与二极管 D9的N极相连接。所述二极管D9的P极则与三极管VT8的集电极相连接。电 容C9的正极与三极管VT9的发射极相连接、其负极与三极管VT8的发射极相 连接。电阻R15串接在三极管VT10的发射极和电容C9的负极之间。电阻R14 串接在二极管D8的N极和三极管VT10的集电极之间。电容C10的正极与三 极管VT10的集电极相连接、其负极与变压器T的原边电感线圈的同名端相连 接。

同时，所述三极管VT7的集电极与三极管VT6的集电极相连接、其发射极 与三极管VT8的基极相连接、其基极则与三极管VT9的集电极相连接。所述三 极管VT9的基极与三极管VT8的集电极相连接、其集电极与三极管VT10的基 极相连接。

本发明采用SG3525AJ集成芯片作为处理芯片，并采用脉冲宽度调制的方式 对系统进行控制，极大的降低了系统自身的能耗，从而使本发明的转换效率达 到94％以上。同时，本发明可以对输出电流中的三次谐波进行消除，从而减小 流入用电负载中的容性电流，保护用电负载不被损坏。本发明可以输出大功率， 从而满足大功率用电负载的要求。

如上所述，便可很好的实现本发明。