分享逆變器工作原理以及典型電路
發布時間:2018-08-23 責任編輯:lina
【導讀】利用震蕩器的原理,先將直流電變為大小隨時間變化的脈衝交流電,經隔直係統去掉直流分量,保留交變分量,再通過變換係統(升壓或降壓)變換,整形及穩壓,就得到了符合我們需要的交流電。
逆變器工作原理
利用震蕩器的原理,先將直流電變為大小隨時間變化的脈衝交流電,經隔直係統去掉直流分量,保留交變分量,再通過變換係統(升壓或降壓)變換,整形及穩壓,就得到了符合我們需要的交流電。利用振蕩電路產生一定頻率的脈動的直流電流,再用變壓器將這個電流轉換為需要的交流電壓。三相逆變器則同時產生互差120度相位角的三相交流電壓。
逆ni變bian器qi有you很hen多duo部bu分fen組zu成cheng,其qi中zhong最zui核he心xin的de部bu分fen就jiu是shi振zhen蕩dang器qi了le。最zui早zao的de振zhen蕩dang器qi是shi電dian磁ci型xing的de,後hou來lai發fa展zhan為wei電dian子zi型xing的de,從cong分fen立li元yuan件jian到dao專zhuan用yong集ji成cheng電dian路lu,再zai到dao微wei電dian腦nao控kong製zhi,越yue來lai越yue完wan善shan,逆ni變bian器qi的de功gong能neng也ye越yue來lai越yue強qiang,在zai各ge個ge領ling域yu都dou得de到dao了le很hen廣guang泛fan的de應ying用yong。
簡單逆變器電路
該逆變器使用功率場效應晶體管作為逆變器裝置。用汽車電池供電。因此,在輸入電壓為12伏直流電。輸出電壓是100Vdejiaoliudian。danshi,shuruheshuchudianyabujinxianyuci。ninkeyishiyongrenhedianya。tamenyilaiyubianyaqishiyong。boxingshuchuweifangbo。genjujingyan,zhegedianluyue100W功率 。
電路必須按裝保險絲,因為過多的輸入電流流動時,振蕩器停止。

逆變器原理電路:將12V直流變成220V交流電
將220V交流電轉變為24V、36V、48V都比較簡單,隻需要使用變壓器的原理。電磁互感,就可以獲得不同的電壓。

設閉合電路是一個n匝線圈,且穿過每匝線圈的磁通量變化率都相同,這時相當於n個單匝線圈串聯而成,因此感應電動勢變為

根據公式可知,E就是電動勢,也就是電壓。因為
不變,隻要鐵塊兩端的線圈數量n不一樣就可以達到變壓的效果。
將(jiang)交(jiao)流(liu)電(dian)轉(zhuan)變(bian)為(wei)直(zhi)流(liu)電(dian)隻(zhi)要(yao)加(jia)上(shang)二(er)極(ji)管(guan)就(jiu)可(ke)以(yi)達(da)到(dao)需(xu)要(yao)的(de)效(xiao)果(guo),二(er)極(ji)管(guan)是(shi)一(yi)種(zhong)具(ju)有(you)兩(liang)個(ge)電(dian)極(ji)的(de)裝(zhuang)置(zhi),隻(zhi)允(yun)許(xu)電(dian)流(liu)由(you)單(dan)一(yi)方(fang)向(xiang)流(liu)過(guo),許(xu)多(duo)的(de)使(shi)用(yong)是(shi)應(ying)用(yong)其(qi)整(zheng)流(liu)的(de)功(gong)能(neng)。然(ran)後(hou)再(zai)利(li)用(yong)變(bian)壓(ya)器(qi)原(yuan)理(li)就(jiu)可(ke)以(yi)將(jiang)220V交流電轉變成12V直流電,以及我們手機充電器的5V直流輸出電壓。

那麼如何將12V直流轉換成220V交流電呢?首先我們來了解一下逆變器,什麼是逆變器?
逆變器是把直流電能(電池、蓄電瓶)轉變成交流電(一般為220V,50Hz正弦波)。它由逆變橋、控製邏輯和濾波電路組成。是一種DC to AC的變壓器,它其實與轉化器是一種電壓逆變的過程。轉換器是將電網的交流電壓轉變為穩定的12V直流輸出,而逆變器是將Adapter輸出的12V直流電壓轉變為高頻的高壓交流電。
然後我們看一下整個過程的電路圖:12V直流→高頻升壓→220V直流→全橋整流→220V直流→逆變橋逆變→220V交流

高頻升壓逆變控製電路:

(1)腳第一組放大器的同相輸入端,檢測輸出電流,與3個0.33R 電阻分壓,當電流過大時,分壓電阻上的電壓超過(2)腳基準電壓,(3)腳放大器輸出端輸出高電平,(3)腳為高電平時,電路進入保護狀態。(2)腳為比較器的反相輸入端,接(14)腳基準,作比較器的參考電壓,外部輸入端的控製信號可輸入至腳(4)的截止時間控製端(也叫死區時間控製),與腳(1)、(2)、(15)、(16)誤差放大器的輸入端,其輸入端點的抵補電壓為120mV,其可限製輸出截止時間至最小值,大約為最初鋸齒波周期時間的4%。當13腳的輸出模控製端接地時,可獲得96%最大工作周期,而當(13)腳接製參考電壓時,可獲得48%最大工作周期。如果我們在第4腳截止時間控製輸入端設定一個固定電壓,其範圍由0V至3.3V之間,則附加的截止時間一定出現在輸出上。 (5)、(6)腳(jiao)是(shi)一(yi)個(ge)固(gu)定(ding)頻(pin)率(lv)的(de)脈(mai)衝(chong)寬(kuan)度(du)調(tiao)製(zhi)電(dian)路(lu),內(nei)置(zhi)了(le)線(xian)性(xing)鋸(ju)齒(chi)波(bo)振(zhen)蕩(dang)器(qi),振(zhen)蕩(dang)頻(pin)率(lv)可(ke)通(tong)過(guo)外(wai)部(bu)的(de)一(yi)個(ge)電(dian)阻(zu)和(he)一(yi)個(ge)電(dian)容(rong)進(jin)行(xing)調(tiao)節(jie),其(qi)振(zhen)蕩(dang)頻(pin)率(lv)如(ru)下(xia):
輸出脈衝的寬度是通過電容CT上的正極性鋸齒波電壓與另外兩個控製信號進行比較來實現。功率輸出管Q1和Q2受shou控kong於yu或huo非fei門men。當dang雙shuang穩wen觸chu發fa器qi的de時shi鍾zhong信xin號hao為wei低di電dian平ping時shi才cai會hui被bei選xuan通tong,即ji隻zhi有you在zai鋸ju齒chi波bo電dian壓ya大da於yu控kong製zhi信xin號hao期qi間jian才cai會hui被bei選xuan通tong。當dang控kong製zhi信xin號hao增zeng大da,輸shu出chu脈mai衝chong的de寬kuan度du將jiang減jian小xiao。(7)腳接地端,(8)、(11)腳是Q1和Q2內部開關管的集電極,在此電路中接電源,(9)、(10)腳為Q1、Q2的發射極,作開關管驅動輸出端,接下圖中Q1與Q2外部放大電路。以驅動後極推挽電路。(12)腳電源端,(13)腳為輸出控製端,接(14)腳基準電壓時兩路輸出脈衝相差180方位,每路輸出量大約200MA的驅動推挽或半橋式電路。(15)、腳第二組放大器的反相輸入端,接基準電壓, (16)腳同相輸入端,檢測電源電壓。當電壓過高超過(15)腳參考電壓時,(3)腳輸出高電平,電路進入保護狀態。
高頻升壓逆變電路及整流:

這是一個推挽式拓撲逆變電路,當E1驅動脈衝驅動時,Q1導通,使VT3、VT6導通,VT7、VT8截止,此時電路進行正半周波形放大,變壓器升壓到次級,通過高頻整流管整流,當E2脈衝驅動時,Q2導通,驅動VT7、VT8導通。VT3、VT6截止,進得負半周波形放大。經升壓變壓器升壓後,高頻整流。
(此VT38以(yi)推(tui)挽(wan)方(fang)式(shi)存(cun)在(zai)於(yu)電(dian)路(lu)中(zhong),各(ge)負(fu)責(ze)正(zheng)負(fu)半(ban)周(zhou)的(de)波(bo)形(xing)放(fang)大(da)任(ren)務(wu),電(dian)路(lu)工(gong)作(zuo)時(shi),兩(liang)隻(zhi)對(dui)稱(cheng)的(de)功(gong)率(lv)開(kai)關(guan)管(guan)每(mei)次(ci)隻(zhi)有(you)一(yi)對(dui)導(dao)通(tong),所(suo)以(yi)導(dao)通(tong)損(sun)耗(hao)小(xiao)效(xiao)率(lv)高(gao)。推(tui)挽(wan)輸(shu)出(chu)既(ji)可(ke)以(yi)向(xiang)負(fu)載(zai)灌(guan)電(dian)流(liu)。)
逆變橋逆變:


最後由TL494CN芯片的5腳外接點容C3和6腳外接電阻R15決定脈寬頻率為F=1.1÷(0.1×220)KHZ=50HZ控製Q10、Q11、Q13、Q14工作在50HZ的頻率下,將220V直流電逆變為220V/50HZ的交流電,上圖將完成這部分功能。
TL494正向時,IC2控製Q3為飽和導通狀態,Q4為截止狀態,由於Q3為飽和導通狀態,則Q10為飽和導通狀態。由於Q4處於截止狀態,Q11因柵極無正偏壓而處於截止狀態,同時Q14因柵極無正偏壓而處於截止狀態, Q13為飽和導通狀態。此時220V直流電經VT6沿XAC插座到負載再經VT10接地,形成正半周期電流;反向時,IC2控製Q3為截止狀態,Q4為飽和導通狀態,由於Q3為截止狀態,則Q10、Q13因柵極無正偏壓而處於截止狀態,由於Q4為飽和導通狀態,Q11處於飽和導通狀態,同時Q14處於飽和導通狀態,Q11因柵極無正偏壓而處於截止狀態。此時220V直流電經VT9沿XAC插座到負載再經VT7接地,形成負半周期電流;這樣接將220V直流電成功轉變為220V/50HZ交流電輸出供負載使用。
TL494正向時,IC2控製Q3為飽和導通狀態,Q4為截止狀態,由於Q3為飽和導通狀態,則Q10為飽和導通狀態。由於Q4處於截止狀態,Q11因柵極無正偏壓而處於截止狀態,同時Q14因柵極無正偏壓而處於截止狀態, Q13為飽和導通狀態。此時220V直流電經VT6沿XAC插座到負載再經VT10接地,形成正半周期電流;反向時,IC2控製Q3為截止狀態,Q4為飽和導通狀態,由於Q3為截止狀態,則Q10、Q13因柵極無正偏壓而處於截止狀態,由於Q4為飽和導通狀態,Q11處於飽和導通狀態,同時Q14處於飽和導通狀態,Q11因柵極無正偏壓而處於截止狀態。此時220V直流電經VT9沿XAC插座到負載再經VT7接地,形成負半周期電流;這樣接將220V直流電成功轉變為220V/50HZ交流電輸出供負載使用。
電路中的保護電路:

電路中采用雙運放比較放大器LM358來控製輸出過流保護,輸出電壓過低保護電路,TL431在此設製2.5V基ji準zhun電dian壓ya,給gei比bi較jiao器qi同tong相xiang輸shu入ru端duan作zuo參can考kao電dian壓ya,第di一yi組zu運yun放fang的de同tong相xiang輸shu入ru端duan接jie輸shu出chu電dian流liu檢jian測ce,反fan相xiang輸shu入ru端duan接jie參can考kao電dian壓ya,當dang電dian流liu過guo大da,比bi較jiao器qi輸shu入ru電dian壓ya升sheng高gao,當dang超chao過guo2.5V時,輸出端輸出高電平,送入IC1的3腳,IC關閉輸出。第二組運放同相輸入端接參考電壓,反相輸入端接輸出電壓,當電壓過低,檢測分壓後電壓低於2.5V時,輸出端輸出高電平,Q1導通,蜂鳴器報警。
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