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100V的(de)交(jiao)流(liu)電(dian)。但(dan)是(shi),輸(shu)入(ru)和(he)輸(shu)出(chu)電(dian)壓(ya)不(bu)僅(jin)限(xian)於(yu)此(ci)。您(nin)可(ke)以(yi)使(shi)用(yong)任(ren)何(he)電(dian)壓(ya)。他(ta)們(men)依(yi)賴(lai)於(yu)變(bian)壓(ya)器(qi)使(shi)用(yong)。波(bo)形(xing)輸(shu)出(chu)為(wei)方(fang)波(bo)。根(gen)據(ju)經(jing)驗(yan),這(zhe)個(ge)電(dian)路(lu)約(yue)100W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jiang220V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)jiaoshiyigegudingpinlvdemaichongkuandutiaozhidianlu,neizhilexianxingjuchibozhendangqi,zhendangpinlvketongguowaibudeyigedianzuheyigedianrongjinxingtiaojie,qizhendangpinlvruxia:
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(guo)2.5V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。
推薦閱讀:
2019中國國際傳感器技術與應用展覽會
解讀雙向晶閘管的結構、工作原理及檢測方法
解析電子管功放原理以及電子管功放和晶體管功放優缺點
淺談PIN雪崩光電二極管建模部分
【幹貨】詳解整流、濾波與線性串聯型穩壓電源工作原理
特別推薦
- 噪聲中提取真值!瑞盟科技推出MSA2240電流檢測芯片賦能多元高端測量場景
- 10MHz高頻運行!氮矽科技發布集成驅動GaN芯片,助力電源能效再攀新高
- 失真度僅0.002%!力芯微推出超低內阻、超低失真4PST模擬開關
- 一“芯”雙電!聖邦微電子發布雙輸出電源芯片,簡化AFE與音頻設計
- 一機適配萬端:金升陽推出1200W可編程電源,賦能高端裝備製造
技術文章更多>>
- 算力爆發遇上電源革新,大聯大世平集團攜手晶豐明源線上研討會解鎖應用落地
- 築基AI4S:摩爾線程全功能GPU加速中國生命科學自主生態
- 一秒檢測,成本降至萬分之一,光引科技把幾十萬的台式光譜儀“搬”到了手腕上
- AI服務器電源機櫃Power Rack HVDC MW級測試方案
- 突破工藝邊界,奎芯科技LPDDR5X IP矽驗證通過,速率達9600Mbps
技術白皮書下載更多>>
- 車規與基於V2X的車輛協同主動避撞技術展望
- 數字隔離助力新能源汽車安全隔離的新挑戰
- 汽車模塊拋負載的解決方案
- 車用連接器的安全創新應用
- Melexis Actuators Business Unit
- Position / Current Sensors - Triaxis Hall
熱門搜索






