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逆变电路工作原理图

逆变器，又称转换器、逆变器，是一种能将直流电转换成交流电的装置。 它由逆变桥、逻辑控制和滤波电路三部分组成。

主要包括输入接口、电压启动电路、MOS开关管、PWM控制器、直流变换电路、反馈电路、LC振荡及输出电路、负载等部分，可分为半桥逆变器、全桥逆变器、 ETC。 。 目前已广泛应用于空调、家庭影院、电脑、电视机、抽油烟机、电风扇、灯饰、录像机等设备。

逆变变压器原理

其工作原理是控制电路控制整个系统的运行，逆变电路完成将直流电转换为交流电的功能，滤波电路用于滤除不需要的信号。 这就是逆变器的工作原理。

逆变电路的工作还可以细化为：首先，振荡电路将直流电转换为交流电； 第二，线圈将不规则交流电升压成方波交流电。 最后，整流使交流电由方波变为正弦波交流电。

这里介绍的逆变器（见图1）主要由MOS场效应管和普通电源变压器组成。 其输出功率取决于MOS场效应管和电源变压器的功率，省去了繁琐的变压器绕组全桥逆变电路工作原理，适合电子爱好者业余制作。 下面介绍逆变器的工作原理和生产过程。

2、工作原理

下面详细介绍一下逆变器的工作原理。

2.1 方波信号发生器（见图2）

这里用六个反相器CD4069组成一个方波信号发生器。 电路中R1为补偿电阻，用于改善电源电压变化引起的振荡频率的不稳定性。 电路的振荡是通过对电容C1的充放电来完成的。 其振荡频率为f=1/2.2RC。

图中所示电路的最大频率为：fmax=1/2.2×3.3×103×2.2×10-6=62.6Hz；

最小频率为：fmin=1/2.2×4.3×103×2.2×10-6=48.0Hz。

由于组件公差，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的最大幅度为0~5V，为充分驱动功率开关电路，这里采用TR1和TR2将振荡信号电压放大至0~12V。 如图3所示。

2.3 MOS场效应管功率开关电路

下面简单介绍一下由C-MOS场效应管（增强型MOS场效应管）构成的应用电路的工作过程（见图4）。

该电路同时采用增强型P沟道MOS场效应管和增强型N沟道MOS场效应管。 输入端为低电平时，P沟道MOS场效应管导通，输出端接电源正极。 输入端为高电平时，N沟道MOS场效应管导通，输出端接电源地。

在该电路中，P沟道MOS场效应管和N沟道MOS场效应管始终工作在相反的状态，其输入输出端的相位相反。 通过这种工作方式我们可以获得更大的电流输出。 同时，由于漏电流的影响，栅极电压还没有达到0V，通常在栅极电压小于1～2V时，MOS场效应管处于关断状态。 不同的 FET 的关断电压略有不同。 也正因为如此，该电路才不会因两管同时导通而造成电源短路。

通过以上分析，我们可以在原理图中画出MOS场效应管电路部分的工作过程（见图5）。

工作原理与上述相同。 当这种低压、大电流、50Hz的交流信号通过变压器的低压绕组时，就会在变压器的高压侧感应出高压交流电压，完成从直流到直流的转换。交流电。 这里需要注意的是，在某些情况下，比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，因此该电路的保险丝不能省略或短接。

三、生产要点

电路板见图 6。

逆变电路板

使用的元件可以参考图7。

逆变器所用变压器采用成品电源变压器，次级电压12V，电流10A，初级电压220V。 P沟道MOS场效应管（2SJ471）的最大漏极电流为30A，场效应管导通时，漏源间电阻为25毫欧。 此时如果通过10A的电流，就会有2.5W的功耗。 N沟道MOS场效应管（2SK2956）的最大漏极电流为50A。 场效应管导通时，漏源之间的电阻为7毫欧。 此时如果通过10A的电流，消耗的功率为0.7W。

由此我们也可以知道，在相同的工作电流下，2SJ471的发热量大约是2SK2956的4倍。 所以在考虑散热器的时候要注意这一点。

图8为本文介绍的逆变器场效应管在散热器（100mm×100mm×17mm）上的位置分布及连接方式。 虽然场效应管工作在开关​​状态时不会产生很大的热量，但出于安全考虑，这里选择的散热器略大一些。

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，内阻小，放电电流大（一般大于100A），可以为电路提供足够的输入电源。 测试负载为普通灯泡。

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。 输出电压随负载的增加而降低，灯泡的功耗随电压的变化而变化。 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，由于灯泡的阻值会随着两端施加的电压而变化，输出的电压和电流都不是正弦波，所以这个计算只能算是一个估计。

以负载为60W的灯泡为例：假设灯泡的电阻不随电压变化而变化。 因为R灯=V2/W=2102/60=735Ω，所以当电压为208V时，W=V2/R=2082/735=58.9W。 由此，可以转换电压和功率的关系。 通过测试全桥逆变电路工作原理，我们发现当输出功率为100W左右时，输入电流为10A。 此时输出电压为200V。

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