车上逆变器工作原理图解



电气知识：变压器、整流器、逆变器的区别

变压器、整流器、逆变器的区别

一、定义与工作原理

变压器

定义：变压器是利用电磁感应的原理来改变交流电压的装置，主要构件是初级线圈、次级线圈和铁芯（磁芯）。

工作原理：当在初级线圈上施加交流电压时，会在铁芯中产生交变磁通，这个磁通会穿过次级线圈并在其中产生感应电动势。由于初级线圈和次级线圈的匝数不同，因此感应电动势的大小也会不同，从而实现电压的变换。

整流器

定义：整流器是一种电气设备，它可以将断续地反转方向的交流电（AC）转换为直流电（DC），而直流电仅在一个方向上流动。

工作原理：整流器的工作原理基于半导体的单向导电性。在整流过程中，利用二极管的单向导电性，将交流电中的负半周部分或正半周部分滤除，只留下正半周或负半周的电流，从而得到直流电。

逆变器

定义：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的转换器。

工作原理：逆变器的工作原理基于半导体开关的通断控制。当直流电源输入到逆变器时，通过控制半导体开关的通断，将直流电转换成交流电。这个过程中，逆变器的控制逻辑会根据需要调整开关的通断时间，以得到所需的交流电频率和电压。

二、特点与功能

变压器

特点：具有电压变换、电流变换、阻抗变换、隔离、稳压等多种功能。

功能：主要用于改变交流电压，实现电压、电流和阻抗的变换。

整流器

特点：结构简单、工作可靠、效率高。

功能：主要用于将交流电转换为直流电。

逆变器

特点：高效、稳定、可靠。

功能：主要用于将直流电转换为交流电。

三、结构与应用

结构区别

变压器：主要由初级线圈、次级线圈和铁芯组成。

整流器：主要由二极管等半导体元件组成。

逆变器：包括逆变桥、控制逻辑和滤波电路等部分。

应用区别

变压器：广泛应用于输配电系统、工业设备、家用电器等领域。

整流器：在电源设备、通信系统、电子设备等领域中应用广泛。

逆变器：主要用于太阳能发电系统、电动汽车充电系统、UPS电源等领域。

四、实际应用案例

变压器：在电网中，变压器用于将高压电能转换为低压电能，以便在居民区、商业区等地方进行使用。此外，在电力系统中，变压器还用于实现电能的传输和分配。整流器：在通信系统中，整流器用于将交流电源转换为直流电源，以供电给通信设备使用。在电子设备中，整流器也常被用作电源模块的一部分，将交流电转换为直流电供设备使用。逆变器：在太阳能发电系统中，逆变器将太阳能电池板产生的直流电转换为交流电，以便与电网连接并供电给家庭或企业使用。在电动汽车充电系统中，逆变器则将电网的交流电转换为直流电，以供电动汽车充电使用。

综上所述，变压器、整流器和逆变器在电力电子系统中各自扮演着不同的角色，具有不同的工作原理、特点、功能和应用场景。它们共同构成了电力电子系统的重要组成部分，为电能的转换、控制和使用提供了有力的支持。

（以上展示了变压器的工作原理以及整流器与逆变器的功能示意，有助于更好地理解这三种装置的区别与应用。）

逆变器工作原理通俗易懂

逆变器是一种将直流电（DC12V）转换为与市电相同的交流电（AC220V）的装置。它在车载电源领域极为流行，尤其在汽车普及率高的国家，如欧美等地，人们外出工作或旅游时，常常使用逆变器连接蓄电池，以驱动各种电器和工具。

使用逆变器的方法相当简便：

第一步：选择一个平坦的地方放置逆变器，并确保其开关处于关闭状态。第二步：将红、黑两根线分别连接到逆变器的红黑接线柱上。其中，带夹子的一端需分别夹在电瓶的正负极上，红线夹接电瓶正极，黑线夹接负极。若使用点烟器插头，则直接将插头插入点烟器插孔即可。第三步：将需要使用的电器的电源插头插入逆变器的AC插口。第四步：打开逆变器的开关，即可开始使用。

逆变器的操作十分简单，只需遵循上述步骤即可。在使用过程中，安全至关重要，需确保逆变器放置于平稳的地面上，以防发生意外。

车载逆变器会伤电车吗

车载逆变器在正常使用情况下不会对电车（或传统燃油车）造成损害，但其安全性取决于功率匹配、使用方式以及车辆状态。以下是详细分析：

1. 工作原理与安全性

车载逆变器通过将车辆电瓶的12V/24V直流电转换为220V交流电，为电子设备供电。其设计初衷是为车载电器提供便利电源，因此只要符合以下条件，通常不会损伤车辆：

功率匹配：逆变器功率需与电器需求匹配。建议使用120W以下的设备（如手机、笔记本、车载冰箱），避免超负荷运行。

车辆状态：发动机运行时使用更安全，此时由发电机供电，减少电瓶耗电；若熄火状态下使用大功率电器，可能导致电瓶亏电。

2. 关键注意事项

电瓶保护：

电车或燃油车的电瓶容量有限。长时间熄火状态下使用逆变器（尤其超过30分钟），可能耗尽电量，影响启动或缩短电瓶寿命。建议启动车辆后再使用逆变器。

功率限制：

点烟器接口通常支持10A20A电流（即120W240W功率），超过可能烧毁保险丝。直接连接电瓶的逆变器功率可更高（如150W），但仍需参考车辆说明书。

设备质量与安装：

选择正规品牌逆变器，避免劣质产品导致电压不稳或短路。安装时需严格区分正负极，接线牢固。

3. 电车（新能源车）的特殊性

电车的高压电池系统与燃油车不同，但车载逆变器通常仍通过12V低压电瓶供电（部分电车保留传统电瓶为车载电子设备供电）。因此：

使用原则与燃油车类似，需避免过度消耗12V电瓶电量。

部分高端电车可能配备更高功率的逆变器（如露营模式供电），此时需遵循厂家指导。

4. 总结建议

安全操作：启动车辆后使用逆变器，优先选择点烟器接口（功率受限但更安全）。

功率控制：单设备功率建议≤120W，总功率不超过逆变器额定值。

异常处理：若发现电瓶电量报警或逆变器过热，立即停止使用。

正确使用的车载逆变器不会损伤车辆，但需注意合理负载和用电场景。如有疑虑，可参考车辆手册或咨询专业技师。

汽车逆变器对电瓶有损坏吗

汽车逆变器对电瓶没有损坏。车载逆变器是一种能够将DC12V直流电转换为和市电相同的AC220V交流电的电源转换器，方便在车上使用一般电器。以下是对汽车逆变器与电瓶关系的进一步说明：

工作原理安全：车载逆变器通过点烟器或直接连接电瓶进行供电，其内部设计有保护电路，能够在电压波动或过载时自动切断电源，以保护电瓶和逆变器本身不受损害。正确使用无影响：只要按照说明书正确使用逆变器，如选择合适的功率规格、正确连接电瓶正负极、不长时间超负荷使用等，就不会对电瓶造成损坏。注意电瓶状态：虽然逆变器本身不会对电瓶造成损坏，但长时间使用逆变器或超负荷使用可能会加速电瓶的消耗。因此，在使用逆变器时，应注意电瓶的电量状态，避免电瓶过度放电。

综上所述，汽车逆变器在正常使用情况下对电瓶没有损坏。但为了确保电瓶和逆变器的长期稳定运行，建议用户按照说明书正确使用并定期维护。

我的UPS，想改成车用的逆变器。怎改？

逆变器是UPS的主要组成部分。由于整流器已将交流输入电压变成直流电压，而负载所需的是交流电压，就必须有一种电路再将该直流电压变回交流，执行这个任务的装置就叫逆变器。逆变器电路的种类很多，在UPS中常见的有推挽变换器、半桥逆变器、全桥逆变器、双向变换器等。

1. 直流变换器

直流变换器是一种最简单最基本的逆变器电路，主要应用于后备式UPS中，它分为自激式和它激式两种。

1. 自激式推挽变换器

自激式推挽变换器图1 自激式直流推挽变换器 图1(a)所示是自激式直流推挽变换器电路，所谓自激就是不用外来的触发信号，UPS就可以利用自激振荡的方式输出交流电压，其交流电压的波形为方波，如图1(b)所示的波形UN。UN是当电源电压E为额定值时的输出情况（其中丛御阴影部分除外）。自激直流变换器电路主要用于对电压稳定度要求不高但不能断电的地方，如电冰箱、紧要照明用的白炽灯、高压钠灯和金属卤素灯等，供电条件差的农村居民也有不少采用了这种电路作不间断电源。由于它的电路简单、价格便宜、可靠性高，故也很受欢迎。

该电路的工作原理如下：在时间t=t0加直流电压E，这时由于晶体管V1和V2的基极电压 Ub1=Ub2=0，二者不具备开启条件，但在它们的集电极和发射极之间却都有漏电流，如图中的I1和I2所示，且二电流在变压器绕组中的流动方向相反，由于器件的分散性，使得 I1-I2=ΔI≠0，这个差值电流ΔI就在绕组中产生一个磁通量，于是就在基极绕组中感应出电压Ub1和Ub2，由同名端的标志可以看出，这两个电压的极性是相反的，即一个Ub给晶体管基极加正电压，使其开通，另一个Ub给另一个晶体管基极加负压，使其进一步截止。电路的设计正好是漏电流大的那一个晶体管基极所感应出的Ub给自己基极加正压，而漏电流小的那一个晶体管基极所加的是负压，基极加正压管子的集电极电流进一步增加，又进一步使它的基极电压增大，这样一个雪崩式的过程很快使该管（设为V1）电流达到饱和值，即V1集电极-发射极之间的压降UCE1=0，绕组N1和N2上的电压也达到了最大值UN1=UN2=E，此后由于磁芯进入饱和阶段，磁芯中磁通的变化量减小，各绕组感应的电压也相应减小，原来导通的管子由于集电极电流增大（磁芯饱和所致）和基极电流减小而脱离饱和区，使绕组感应的电压进一步减小，这样一个反变化过程使得V1雪崩式地截止而V2达到饱和，如图1(b)t1所示。而后就再重复上面的过程，于是就形成了如图1(b)所示的方波波形。有时为了使启动更快和更可靠，就加一个RC启动触发环节。

该电路方案的不足之处就在于它的不稳压。它的输出电压随着电源电压E的高低起伏，如图1(b)UH阴影部分所示的情形，如果电源电压E一直这样高，其输出电压也就一直高。若电源电压E降到UL这样低的水平，如图1(b)UL阴影部伍郑枣分所示，则输出电压也跟着低下去。因此，这种电路方案在以后的后备式UPS中就不被采用了。

2. 它激式推挽变换器

由于自激式推挽变换器不能满足输出电压稳定的要求，它激式推挽变换器就得到了广泛地应用。所谓“它激”就是电路的振荡工作是由外加控制信号的激发而实现的。图2(a)所示的就是它激式推挽直流变换器电路原理图。由图中可以看出，前面自激式推挽变换器的基极反馈绕组被取消了，代替它的功能的环节是电源控制组件IC，在早期用的是TDA1060，后来多采用LM3842或LM3845等。采用电源控制组件IC发出方波控制脉冲使UPS工作，在变压器输出端有一个与输出电压成正比的反馈信号回送给IC，使其根据输入端电压的变化和输出负载的变化来调整控制脉冲的宽度，以保证输出电压稳定在设计范围内。

下面就介绍一下该电路的工作原理。

当接通电源控制脉冲时，电源控制组件IC开始工作并发出方波控制脉冲，使推挽变换器的两个功率管按照脉冲的同样宽度输出方波电压，设在E为额定值时，UPS的输出电压也为额定值，如图2(b)输出波形图中粗线所示的波形UN，设此时的输出脉冲宽度为δ2，如果由于某种原因使电源电压升至UH，这时的测量与控制电路就会自动将控制信号的脉冲宽度由δ2减小至δ1，如图2(b)UH阴影所示，以保证输出脉冲电压的面积不变，即

(3)

时，输出电压不变。同样，当由于某种原因使电源电压降低到UL时，这时的测量与控制电路就会自动将控制信号的脉冲宽度由δ2增大到δ3，如图1(b)UL阴影所示，以保证输出脉冲电压的面积不变，即

（4）

由此就得出了维持输出电压稳定的条件为：

（5）

当输出端负载变化时，由于输出线路和UPS内阻的共同作用也必然导致输出电压的变动，这种瞬间地变动通电压过反馈电路送入电源控制组件IC的相应输入端，经比较和转换后，去改变控制脉冲的宽度，以保证输出电压的稳定。

由这种它激式推挽变换器输出的具有稳压功能的脉冲电压波形称为准方波，以区别于不具稳压功能的自激式直流变换器输出的波形。有的将准方波叫成阶梯波，这是一种误会，所谓阶梯，如图3所示（该图是将上图一种电源电压UN或UH或UL的情况单画出来的波形）。而实际上并非如此，因为输出电压分正半波和负半波，并且每个半波仅有一个台阶，不在阶梯定义范畴之内。是否可以当阶梯来看呢？不可以。因为若把该半波当成阶梯波来看，就必须将基线移到最上端或最下端，不论移到哪一端，电压都变成了单极性的值：正半波或负半波。这和正负半波交替的事实完全不符，因此阶梯波之说是一种误会。

2. 桥式逆变器

桥式逆变器名称的来源是它的电路结构形式很像“惠斯登”电桥。由于对输出电压要求稳定的原因，故桥式逆变器的触发方式几乎都是它激。在线式UPS多采用桥式逆变器，因为它有着比推挽变换器更大的优点。比如推挽变换器功率管上的电压为电源电压的2倍，更加上状态转换时的上冲尖峰，要求该器件的耐压就更高，这样以来不但增加了器件的成本，而且也由于功率管工作电压的提高，降低了它的输出能力，因此用在后备式UPS上居多。桥式逆变器就克服了这些缺点，并且根据要求的不同，电路又分成半桥逆变器和全桥逆变器，下面将分别进行讨论。

1. 半桥逆变器

所谓半桥逆变器实际上电路的结构形式也是桥式的，所差的是两个桥臂上的器件不同。图4所示的是半桥逆变器结构及电原理图，图4(a)是它的电原理图，图4(b)是它的输出波形图。由图中可见，电桥的左边由电容器构成，右边由功率管构成，输出端就设在两电容器连接点和两功率管连接点之间。下面就讨论一下它的简单工作原理。

(a)电原理图

(b)输出波形图4 半桥逆变器结构及电原理图

假设电路已处于工作的准备状态，即电容C1和C2已充满电。在时间t=0功率管V1被打开，电流I1由电容器C1的正极出发，如空心箭头所示，流经功率管V1、变压器Tr初级绕组N1的BA、回到C1的负极，一直到t=t1，形成正半波，如图4(b)所示。在t=t1时，V1由于正触发信号的消失而截止，此时正触发信号加到了V2的控制极，使其开通，电流I2由电容器C2的正极出发流经变压器Tr初级绕组N1的AB，如图中的实心箭头所示，可以看出这时的电流方向是相反的，电流I2通过变压器后流经功率管

逆变器对电瓶有伤害吗

逆变器对电瓶本身没有伤害，但不当的使用方式可能会对电瓶造成损害。以下是对此问题的详细解答：

一、逆变器的工作原理

车载逆变器能够将原车的12V直流电转换为220V的交流电，这使得我们可以在车内使用各种需要220V交流电的车载电器，如电饭煲、电水壶等，极大地扩展了车载电器的使用范围。

二、正常使用逆变器对电瓶无损害

在正常情况下，按照逆变器的使用说明和规范进行操作，逆变器对汽车的电瓶是不会造成损害的。这是因为逆变器在设计时已经考虑到了与电瓶的兼容性和安全性，能够确保在正常使用过程中对电瓶的影响控制在安全范围内。

三、不当使用逆变器可能对电瓶造成损害

然而，如果在使用逆变器时不注意一些细节，就可能会对电瓶造成损害。例如，在停车后仍然使用逆变器为车载电器供电，而此时发动机并未启动，这将导致汽车电瓶长时间放电，进而造成电瓶亏电。如果长时间处于这种状态，电瓶可能会因为过度放电而损坏。

四、总结与建议

综上所述，逆变器本身对电瓶没有伤害，但不当的使用方式可能会对电瓶造成损害。因此，在使用逆变器时，务必注意以下几点：确保发动机处于启动状态；避免长时间使用大功率电器；定期检查电瓶电量和健康状况。这些措施将有助于保护电瓶，延长其使用寿命。

逆变器对电瓶有伤害吗?

逆变器对电瓶没有伤害，合理使用车载逆变器不会对电瓶造成伤害。以下是关于逆变器与电瓶关系的详细解释：

一、逆变器的工作原理

车载逆变器是一种能够将汽车电瓶的直流（DC）电转换为交流（AC）电的装置。它允许驾车族在汽车内使用各种需要交流电源的电器和工具，如笔记本电脑、手机充电器、电动工具等。

二、逆变器的安全性

电路设计：逆变器内部有复杂的电路设计，包括过压保护、过流保护、短路保护等功能，确保在异常情况下能够自动切断电源，保护电瓶和逆变器本身不受损害。

使用指南：按照正确的操作步骤使用逆变器，如平稳放置、正确连接导线、使用带夹子的端子确保接触稳固等，可以进一步提高使用的安全性。

三、合理使用对电瓶无伤害

电量管理：逆变器能够利用电瓶的剩余电量进行供电，但需要注意电瓶的电量状态，避免在电瓶电量过低时使用逆变器，以免对电瓶造成过度放电的损害。

定期维护：定期检查逆变器和电瓶的连接状态，确保导线没有松动或腐蚀，以及电瓶的电压和容量处于正常范围，可以延长电瓶的使用寿命。

综上所述，合理使用车载逆变器不会对电瓶造成伤害。在享受逆变器带来的便利时，遵循正确的操作步骤和注意事项，可以确保电瓶的安全和长寿命。

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