逆变器示意图(详细说明)

逆变器，又称变换器和逆变器，是一种能将直流电转换为交流电的装置。它由逆变桥、逻辑控制和滤波电路组成，主要包括输入接口、电压启动电路、MOS开关管、PWM控制器、DC变换电路、反馈电路、LC振荡和输出电路、负载等。可分为半桥逆变器、全桥逆变器等。目前已广泛应用于空调制、家庭影院、电脑、电视、油烟机、风扇、照明、录像机等设备。

逆变变压器原理

其工作原理流程是控制电路控制整个系统的运行，逆变电路完成从DC到交流的转换功能，滤波电路用于滤除不需要的信号。变频器的工作过程是这样的。其中，逆变电路的工作可以进一步细化为:第一，振荡电路将DC转换为交流；其次，线圈升压将不规则的交流电变成方波交流电；最后，整流通过方波使交流电变成正弦波交流电。

详细讲解逆变电路的工作原理。

这里介绍的逆变器(见图1)主要由金属氧化物半导体场效应晶体管和普通功率变压器组成。其输出功率依赖于MOS FET和功率变压器的功率，避免了变压器复杂的绕组，适合电子爱好者的业余生产。下面介绍变频器的工作原理和制造过程。

2.工作原理

下面我们将详细介绍这种逆变器的工作原理。2.1.方波信号发生器(见图2)

这里，六个反相器CD4069用于形成方波信号发生器。电路R1是一个补偿电阻，用于改善电源电压变化引起的振荡频率不稳定。电路振荡是通过对电容C1充放电来完成的。其振荡频率为f = 1/2.2RC，图中所示电路的最大频率为fmax = 1/2.2 & TImes；3.3 & TImes103 & TImes2.2 & TImes10-6 = 62.6Hz；最小频率fmin=1/2.24.31032.210-6=48.0Hz，由于元器件误差，实际值会略有不同。对于其他冗余逆变器，输入端接地以避免影响其他电路。

由于方波信号发生器输出的振荡信号电压最大幅度为0~5V，为了充分驱动电源开关电路，采用TR1和TR2将振荡信号电压放大到0~12V，如图3所示。

2.3MOS场效应管功率开关电路

下面简单介绍由C-MOS FET(增强型MOS FET)组成的应用电路的工作过程(见图4)。该电路结合了增强型P沟道金属氧化物半导体场效应晶体管和增强型N沟道金属氧化物半导体场效应晶体管。当输入端为低电平时，P沟道金属氧化物半导体场效应晶体管导通，输出端连接到电源的正极。当输入端为高电平时，N沟道金属氧化物半导体场效应晶体管导通，输出端连接到电源地。在这个电路中，P沟道金属氧化物半导体场效应晶体管和N沟道金属氧化物半导体场效应晶体管总是工作在相反的状态，它们的相位输入和输出端是相反的。这样，我们可以获得更大的电流输出。同时，由于漏电流的影响，栅极电压小于0 V，通常当栅极电压小于1 ~ 2V时，MOS FET关断。不同场效应管的关断电压略有不同。正因为如此，电路不会因为两个管同时导通而短路。

从上面的分析中，我们可以在原理图中画出金属氧化物半导体场效应晶体管电路的工作过程(见图5)。工作原理和以前一样。当这种低电压、大电流、50Hz频率的交流信号通过变压器低压绕组时，会在变压器高压侧感应出高压交流电压，完成从DC到交流的转换。这里需要注意的是，在某些情况下，如振荡部分停止工作时，有时会有大电流流过变压器的低压侧，因此不能省略或短路该电路的保险丝。

3.生产要点

电路板见图6。参考图7，了解所使用的组件。逆变器中使用的变压器是一个成品功率变压器，次级12V，电流10A，初级电压220伏。P沟道金属氧化物半导体场效应晶体管(2SJ471)的最大漏电流为30A，当场效应晶体管导通时，漏源电阻为25 mω。此时经过10A电流会有2.5W功耗。N沟道金属氧化物半导体场效应晶体管(2SK2956)的最大漏极电流为50A，当场效应晶体管导通时，漏极和源极之间的电阻为7 mω。此时，如果通过10A电流，则消耗的功率为0.7W，因此，我们也知道在相同的工作电流下，2SJ471的发热量约为2SK2956的4倍。所以在考虑散热器的时候要注意这一点。图8显示了逆变器场效应管在散热器上的位置分布和连接(100 mmm 100 mmm 17mm)。虽然FET在通断状态下发热量不会很大，但出于安全考虑，这里选择的散热器略大。

逆变器电路板

4.逆变器性能测试

测试电路如图9所示。这里测试使用的输入电源是12V汽车电池，内阻低，放电电流大(一般大于100A)，可以为电路提供足够的输入功率。测试负载是一个普通灯泡。测试方法是改变负载大小，测量此时的输入电流、电压和输出电压。输出电压随着负载的增加而降低，灯泡的功耗随着电压的变化而变化。我们还可以通过计算找出输出电压与功率的关系。但实际上，由于灯泡的电阻会随着两端施加的电压而变化，输出的电压和电流也不是正弦波，所以这种计算只能算是一种估计。

以负载为60W的电灯泡为例:假设灯泡电阻不随电压变化，发生变化。R灯=V2/W=2102/60=735，所以当电压为208V时，W = V2/R = 2082/735 = 58.9W，这样就可以转换电压和功率的关系。通过测试，我们发现当输出功率约为100瓦时，输入电流为10A，输出电压为200伏..