发布时间:2025-02-24 21:30:29 人气:
逆变器电路及原理
在深入理解逆变器原理之后,我们接下来将探讨两种基本逆变器电路的设计和工作原理。首先,来看看图一,这是一种简单易制作的12V直流到220V交流的逆变器。电路的核心是BG2和BG3构成的多谐振荡器,它驱动BG1和BG4控制BG6和BG7的工作,整个电路由BG5和DW组成的稳压电源供电,确保频率稳定。市电变压器可选择双12V输出,电池容量则决定了工作时间。
图二则展示了另一种高效率的正弦波逆变器,它使用12V电池并利用倍压模块为运放供电,如ICL7660或MAX1044。运放1产生50Hz基准信号,运放2作为反相器,运放3和4构成比例开关电源,实现两开关管交替工作。电路中迟滞比较器的正反馈机制确保了频率的调整。C3和C4滤波,C5通过计算确定,L值一般为70H。R4与R3的比例需精确,以避免波形失真。最后,开关管的最大电流要根据公式计算,如I=25A。选择逆变器时,需根据具体应用需求和电器特性,考虑驱动波形是正弦波还是方波。
逆变器的原理架构图是如何呈现的
逆变器是把直流电能(电池、蓄电瓶)转变成定频定压或调频调压交流电(一般为220V,50Hz正弦波)的转换器。其原理架构图通常这样呈现:最基本结构包含输入电路、逆变电路、控制电路和输出电路。输入电路部分,在图中一般表示为直流电源接入端,比如电池符号,清晰展示直流电能的来源。逆变电路是核心,常以功率开关管(如IGBT等)组成的桥式电路呈现,通过开关管的有序导通和截止,将直流转换为交流,在图上能看到开关管的连接方式和驱动信号的走向。控制电路部分,会有微控制器、驱动芯片等元件,以逻辑线条展示其如何精准控制功率开关管的动作,确保输出合适的交流电。输出电路部分,通常有滤波电路,以电感、电容等元件符号表示,将逆变后的交流电进行滤波处理,得到较为纯净稳定的正弦波或其他所需波形输出,在图上能看到从滤波到最终输出端口的线路连接。整体架构图通过不同元件符号、线路连接以及标注,直观呈现逆变器从直流输入到交流输出的工作原理和信号、能量的流转路径 。
简单的逆变器电路图分析
这里提供的逆变器电路图分析,主要由MOS场效应管和电源变压器构成,其输出功率依赖于这些元件的功率,省去了复杂的变压器绕制,适合电子爱好者业余制作。接下来,将详细介绍逆变器的工作原理及制作过程。
**电路图**

**工作原理**
首先,详细介绍这个逆变器的工作原理。方波信号发生器(见图3)采用六反相器CD4069构成。电路中的R1是补偿电阻,用于改善由于电源电压变化导致的振荡频率不稳定。电路的振荡是通过电容C1的充放电完成的,其振荡频率为f=1/2.2RC。图示电路的最大频率为fmax=1/2.2×3.3×10^3×2.2×10^-6=62.6Hz,最小频率fmin=1/2.2×4.3×10^3×2.2×10^-6=48.0Hz。由于元件误差,实际值可能略有差异。多余的反相器输入端接地,以避免影响其他电路。
**场效应管驱动电路**
由于方波信号发生器输出的振荡信号电压的最大振幅为0~5V,为充分驱动电源开关电路,使用TR1和TR2将振荡信号电压放大至0~12V(见图4)。这是该装置的核心部分,在介绍该部分工作原理之前,先简单解释MOS场效应管的工作原理。
**MOS场效应管工作原理**
MOS场效应管也称为金属氧化物半导体场效应管,其缩写为MOSFET。它通常有耗尽型和增强型两种。本文使用的是增强型MOS场效应管,其内部结构见图5。它可分为NPN型和PNP型。NPN型通常称为N沟道型,PNP型也称为P沟道型。由图可知,对于N沟道的场效应管,其源极和漏极接在N型半导体上,同样,对于P沟道的场效应管,其源极和漏极则接在P型半导体上。我们知道,一般三极管是由输入的电流控制输出的电流。但对于场效应管,其输出电流是由输入的电压(或称电场)控制,可以认为输入电流极小或没有输入电流,这使得该器件有很高的输入阻抗,同时这也是我们称之为场效应管的原因。
**场效应管应用电路工作过程**
对于场效应管(见图7),在栅极没有电压时,由前面分析可知,在源极与漏极之间不会有电流流过,此时场效应管处于截止状态(图7a)。当有一个正电压加在N沟道的MOS场效应管栅极上时,由于电场的作用,此时N型半导体的源极和漏极的负电子被吸引出来而涌向栅极,但由于氧化膜的阻挡,使得电子聚集在两个N沟道之间的P型半导体中(见图7b),从而形成电流,使源极和漏极之间导通。我们也可以想象为两个N型半导体之间为一条沟,栅极电压的建立相当于为它们之间搭了一座桥梁,该桥的大小由栅压的大小决定。图8给出了P沟道MOS场效应管的工作过程,其工作原理类似,不再重复。
**逆变器电路部分工作过程**
由以上分析我们可以画出原理图中MOS场效应管电路部分的工作过程(见图10)。工作原理同前所述。这种低电压、大电流、频率为50Hz的交变信号通过变压器的低压绕组时,会在变压器的高压侧感应出高压交流电压,完成直流到交流的转换。需要注意的是,在某些情况下,如振荡部分停止工作时,变压器的低压侧有时会有很大的电流通过,所以该电路的保险丝不能省略或短接。
**制作要点**
电路板见图11。所用元器件可参考图12。逆变器用的变压器采用次级为12V、电流为10A、初级电压为220V的成品电源变压器。P沟道MOS场效应管(2SJ471)最大漏极电流为30A,在场效应管导通时,漏-源极间电阻为25毫欧。此时如果通过10A电流时会有2.5W的功率消耗。N沟道MOS场效应管(2SK2956)最大漏极电流为50A,场效应管导通时,漏-源极间电阻为7毫欧,此时如果通过10A电流时消耗的功率为0.7W。由此我们也可知在同样的工作电流情况下,2SJ471的发热量约为2SK2956的4倍。所以在考虑散热器时应注意这点。图13展示本文介绍的逆变器场效应管在散热器(100mm×100mm×17mm)上的位置分布和接法。尽管场效应管工作于开关状态时发热量不会很大,出于安全考虑这里选用的散热器稍偏大。
**逆变器的性能测试**
测试电路见图14。这里测试用的输入电源采用内阻低、放电电流大(一般大于100A)的12V汽车电瓶,可为电路提供充足的输入功率。测试用负载为普通的电灯泡。测试的方法是通过改变负载大小,并测量此时的输入电流、电压以及输出电压。其测试结果见电压、电流曲线关系图(图15a)。可以看出,输出电压随负荷的增大而下降,灯泡的消耗功率随电压变化而改变。我们也可以通过计算找出输出电压和功率的关系。但实际上由于电灯泡的电阻会随受加在两端电压变化而改变,并且输出电压、电流也不是正弦波,所以这种的计算只能看作是估算。以负载为60W的电灯泡为例:
假设灯泡的电阻不随电压变化而改变。因为R灯=V^2/W=210^2/60=735Ω,所以在电压为208V时,W=V^2/R=208^2/735=58.9W。由此可折算出电压和功率的关系。通过测试,我们发现当输出功率约为100W时,输入电流为10A。此时输出电压为200V。
逆变器电路图有着怎样的绘制方式和详细原理呢
逆变器是把直流电能(电池、蓄电瓶)转变成交流电(一般为220V,50Hz正弦波)的设备。其绘制方式和原理如下:
逆变器电路图绘制时,首先要明确电路结构,包括输入电路、逆变电路、控制电路等主要部分。输入电路连接直流电源,一般用电池符号表示,要标注其电压和容量。逆变电路是核心,常用功率开关管如IGBT或MOSFET组成桥臂结构,通过合理布局展现连接关系。控制电路用于产生驱动信号,控制开关管的导通和截止,可使用专用芯片或分立元件搭建,绘制时清晰呈现信号走向。同时,要标注各元件参数,如电阻阻值、电容容值等,确保电路准确无误。
逆变器的详细原理是,输入的直流电先经过滤波电路,去除杂波干扰,使输入更稳定。接着进入逆变电路,通过控制开关管按照特定顺序导通和截止,将直流电转换为交流电。以常见的半桥逆变电路为例,两个开关管交替导通,在负载上产生正负交替的电压。控制电路精确控制开关管的导通时间和频率,来调节输出交流电的电压、频率和相位。最后,输出的交流电可能还需经过滤波和稳压电路,进一步提升电能质量,以满足不同负载的需求。
怎样能把直流电变成交流电呢?用什么管?简单点的线路图。
可以用逆变器把直流电变成交流电。
电路图如下:
逆变器(inverter)是把直流电能(电池、蓄电瓶)转变成交流电(一般为220v50HZ正弦或方波)。应急电源,一般是把直流电瓶逆变成220V交流的。通俗的讲,逆变器是一种将直流电(DC)转化为交流电(AC)的装置。它由逆变桥、控制逻辑和滤波电路组成.
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