直流變交流逆變器的工作原理及電路分享

直流變交流逆變器的工作原理

利用震蕩器的原理，先將直流電變?yōu)榇笮‰S時間變化的脈沖交流電，經(jīng)隔直系統(tǒng)去掉直流分量，保留交變分量，再通過變換系統(tǒng)(升壓或降壓)變換，整形及穩(wěn)壓，就得到了符合我們需要的交流電。利用振蕩電路產(chǎn)生一定頻率的脈動的直流電流，再用變壓器將這個電流轉(zhuǎn)換為需要的交流電壓。三相逆變器則同時產(chǎn)生互差120度相位角的三相交流電壓。

逆變器有很多部分組成，其中最核心的部分就是振蕩器了。最早的振蕩器是電磁型的，后來發(fā)展為電子型的，從分立元件到專用集成電路，再到微電腦控制，越來越完善，逆變器的功能也越來越強，在各個領(lǐng)域都得到了很廣泛的應(yīng)用。

簡單直流變交流的逆變器電路

該逆變器使用功率場效應(yīng)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的交流電。但是，輸入和輸出電壓不僅限于此。您可以使用任何電壓。他們依賴于變壓器使用。波形輸出為方波。根據(jù)經(jīng)驗，這個電路約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(zhuǎn)變?yōu)?4V、36V、48V都比較簡單，只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(shè)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(dāng)于n個單匝線圈串聯(lián)而成，因此感應(yīng)電動勢變?yōu)?/p>

根據(jù)公式可知，E就是電動勢，也就是電壓。因為

不變，只要鐵塊兩端的線圈數(shù)量n不一樣就可以達到變壓的效果。

將交流電轉(zhuǎn)變?yōu)橹绷麟娭灰由隙O管就可以達到需要的效果，二極管是一種具有兩個電極的裝置，只允許電流由單一方向流過，許多的使用是應(yīng)用其整流的功能。然后再利用變壓器原理就可以將220V交流電轉(zhuǎn)變成12V直流電，以及我們手機充電器的5V直流輸出電壓。

那么如何將12V直流轉(zhuǎn)換成220V交流電呢?首先我們來了解一下逆變器，什么是逆變器?

逆變器是把直流電能(電池、蓄電瓶)轉(zhuǎn)變成交流電(一般為220V，50Hz正弦波)。它由逆變橋、控制邏輯和濾波電路組成。是一種DC to AC的變壓器，它其實與轉(zhuǎn)化器是一種電壓逆變的過程。轉(zhuǎn)換器是將電網(wǎng)的交流電壓轉(zhuǎn)變?yōu)榉€(wěn)定的12V直流輸出，而逆變器是將Adapter輸出的12V直流電壓轉(zhuǎn)變?yōu)楦哳l的高壓交流電。

然后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

高頻升壓逆變控制電路：

(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(dāng)電流過大時，分壓電阻上的電壓超過(2)腳基準(zhǔn)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(tài)。(2)腳為比較器的反相輸入端，接(14)腳基準(zhǔn)，作比較器的參考電壓，外部輸入端的控制信號可輸入至腳(4)的截止時間控制端(也叫死區(qū)時間控制)，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，其可限制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(dāng)13腳的輸出?？刂贫私拥貢r，可獲得96%最大工作周期，而當(dāng)(13)腳接制參考電壓時，可獲得48%最大工作周期。如果我們在第4腳截止時間控制輸入端設(shè)定一個固定電壓，其范圍由0V至3.3V之間，則附加的截止時間一定出現(xiàn)在輸出上。 (5)、(6)腳是一個固定頻率的脈沖寬度調(diào)制電路，內(nèi)置了線性鋸齒波振蕩器，振蕩頻率可通過外部的一個電阻和一個電容進行調(diào)節(jié)，其振蕩頻率如下：

輸出脈沖的寬度是通過電容CT上的正極性鋸齒波電壓與另外兩個控制信號進行比較來實現(xiàn)。功率輸出管Q1和Q2受控于或非門。當(dāng)雙穩(wěn)觸發(fā)器的時鐘信號為低電平時才會被選通，即只有在鋸齒波電壓大于控制信號期間才會被選通。當(dāng)控制信號增大，輸出脈沖的寬度將減小。(7)腳接地端，(8)、(11)腳是Q1和Q2內(nèi)部開關(guān)管的集電極，在此電路中接電源，(9)、(10)腳為Q1、Q2的發(fā)射極，作開關(guān)管驅(qū)動輸出端，接下圖中Q1與Q2外部放大電路。以驅(qū)動后極推挽電路。(12)腳電源端，(13)腳為輸出控制端，接(14)腳基準(zhǔn)電壓時兩路輸出脈沖相差180方位，每路輸出量大約200MA的驅(qū)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(zhǔn)電壓， (16)腳同相輸入端，檢測電源電壓。當(dāng)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(tài)。

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(dāng)E1驅(qū)動脈沖驅(qū)動時，Q1導(dǎo)通，使VT3、VT6導(dǎo)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(dāng)E2脈沖驅(qū)動時，Q2導(dǎo)通，驅(qū)動VT7、VT8導(dǎo)通。VT3、VT6截止，進得負半周波形放大。經(jīng)升壓變壓器升壓后，高頻整流。

(此VT3678以推挽方式存在于電路中，各負責(zé)正負半周的波形放大任務(wù)，電路工作時，兩只對稱的功率開關(guān)管每次只有一對導(dǎo)通，所以導(dǎo)通損耗小效率高。推挽輸出既可以向負載灌電流。)

逆變橋逆變：

最后由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&TImes;220)KHZ=50HZ控制Q10、Q11、Q13、Q14工作在50HZ的頻率下，將220V直流電逆變?yōu)?20V/50HZ的交流電，上圖將完成這部分功能。TL494正向時，IC2控制Q3為飽和導(dǎo)通狀態(tài)，Q4為截止?fàn)顟B(tài)，由于Q3為飽和導(dǎo)通狀態(tài)，則Q10為飽和導(dǎo)通狀態(tài)。由于Q4處于截止?fàn)顟B(tài)，Q11因柵極無正偏壓而處于截止?fàn)顟B(tài)，同時Q14因柵極無正偏壓而處于截止?fàn)顟B(tài)， Q13為飽和導(dǎo)通狀態(tài)。此時220V直流電經(jīng)VT6沿XAC插座到負載再經(jīng)VT10接地，形成正半周期電流;反向時，IC2控制Q3為截止?fàn)顟B(tài)，Q4為飽和導(dǎo)通狀態(tài)，由于Q3為截止?fàn)顟B(tài)，則Q10、Q13因柵極無正偏壓而處于截止?fàn)顟B(tài)，由于Q4為飽和導(dǎo)通狀態(tài)，Q11處于飽和導(dǎo)通狀態(tài)，同時Q14處于飽和導(dǎo)通狀態(tài)，Q11因柵極無正偏壓而處于截止?fàn)顟B(tài)。此時220V直流電經(jīng)VT9沿XAC插座到負載再經(jīng)VT7接地，形成負半周期電流;這樣接將220V直流電成功轉(zhuǎn)變?yōu)?20V/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來控制輸出過流保護，輸出電壓過低保護電路，TL431在此設(shè)制2.5V基準(zhǔn)電壓，給比較器同相輸入端作參考電壓，第一組運放的同相輸入端接輸出電流檢測，反相輸入端接參考電壓，當(dāng)電流過大，比較器輸入電壓升高，當(dāng)超過2.5V時，輸出端輸出高電平，送入IC1的3腳，IC關(guān)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(dāng)電壓過低，檢測分壓后電壓低于2.5V時，輸出端輸出高電平，Q1導(dǎo)通，蜂鳴器報警。