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(shí)間變化的脈沖交流電，經(jīng)隔直系統去掉直流分量，保留交變分量，再通過(guò)變換系統（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(chǎn)生一定頻率的脈動(dòng)的直流電流，再用變壓器將這個(gè)電流轉換為需要的交流電壓。三相逆變器則同時(shí)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(lái)發(fā)展為電子型的，從分立元件到專(zhuān)用集成電路，再到微電腦控制，越來(lái)越完善，逆變器的功能也越來(lái)越強，在各個(gè)領(lǐng)域都得到了很廣泛的應用。

　　簡(jiǎn)單直流變交流的逆變器電路

　　該逆變器使用功率場(chǎng)效應晶體管作為逆變器裝置。用汽車(chē)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(lài)于變壓器使用。波形輸出為方波。根據經(jīng)驗，這個(gè)電路約100W功率 。

　　電路必須按裝保險絲，因為過(guò)多的輸入電流流動(dòng)時(shí)，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?yōu)?4V、36V、48V都比較簡(jiǎn)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。

　　設閉合電路是一個(gè)n匝線(xiàn)圈，且穿過(guò)每匝線(xiàn)圈的磁通量變化率都相同，這時(shí)相當于n個(gè)單匝線(xiàn)圈串聯(lián)而成，因此感應電動(dòng)勢變?yōu)?/p>

　　根據公式可知，E就是電動(dòng)勢，也就是電壓。因為不變，只要鐵塊兩端的線(xiàn)圈數量n不一樣就可以達到變壓的效果。

　　將交流電轉變?yōu)橹绷麟娭灰由?a target="_blank">二極管就可以達到需要的效果，二極管是一種具有兩個(gè)電極的裝置，只允許電流由單一方向流過(guò)，許多的使用是應用其整流的功能。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直流轉換成220V交流電呢？首先我們來(lái)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(shí)與轉化器是一種電壓逆變的過(guò)程。轉換器是將電網(wǎng)的交流電壓轉變?yōu)榉€定的12V直流輸出，而逆變器是將Adapter輸出的12V直流電壓轉變?yōu)楦哳l的高壓交流電。

　　然后我們看一下整個(gè)過(guò)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：

　?。?）腳第一組放大器的同相輸入端，檢測輸出電流，與3個(gè)0.33R 電阻分壓，當電流過(guò)大時(shí)，分壓電阻上的電壓超過(guò)（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(shí)，電路進(jìn)入保護狀態(tài)。（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，外部輸入端的控制信號可輸入至腳（4）的截止時(shí)間控制端（也叫死區時(shí)間控制），與腳（1）、（2）、（15）、（16）誤差放大器的輸入端，其輸入端點(diǎn)的抵補電壓為120mV，其可限制輸出截止時(shí)間至最小值，大約為最初鋸齒波周期時(shí)間的4%。當13腳的輸出?？刂贫私拥貢r(shí)，可獲得96%最大工作周期，而當（13）腳接制參考電壓時(shí)，可獲得48%最大工作周期。如果我們在第4腳截止時(shí)間控制輸入端設定一個(gè)固定電壓，其范圍由0V至3.3V之間，則附加的截止時(shí)間一定出現在輸出上。 （5）、（6）腳是一個(gè)固定頻率的脈沖寬度調制電路，內置了線(xiàn)性鋸齒波振蕩器，振蕩頻率可通過(guò)外部的一個(gè)電阻和一個(gè)電容進(jìn)行調節，其振蕩頻率如下：

　　輸出脈沖的寬度是通過(guò)電容CT上的正極性鋸齒波電壓與另外兩個(gè)控制信號進(jìn)行比較來(lái)實(shí)現。功率輸出管Q1和Q2受控于或非門(mén)。當雙穩觸發(fā)器的時(shí)鐘信號為低電平時(shí)才會(huì )被選通，即只有在鋸齒波電壓大于控制信號期間才會(huì )被選通。當控制信號增大，輸出脈沖的寬度將減小。（7）腳接地端，（8）、（11）腳是Q1和Q2內部開(kāi)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(kāi)關(guān)管驅動(dòng)輸出端，接下圖中Q1與Q2外部放大電路。以驅動(dòng)后極推挽電路。（12）腳電源端，（13）腳為輸出控制端，接（14）腳基準電壓時(shí)兩路輸出脈沖相差180方位，每路輸出量大約200MA的驅動(dòng)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(guò)高超過(guò)（15）腳參考電壓時(shí)，（3）腳輸出高電平，電路進(jìn)入保護狀態(tài)。

　　高頻升壓逆變電路及整流：

　　這是一個(gè)推挽式拓撲逆變電路，當E1驅動(dòng)脈沖驅動(dòng)時(shí)，Q1導通，使VT3、VT6導通，VT7、VT8截止，此時(shí)電路進(jìn)行正半周波形放大，變壓器升壓到次級，通過(guò)高頻整流管整流，當E2脈沖驅動(dòng)時(shí)，Q2導通，驅動(dòng)VT7、VT8導通。VT3、VT6截止，進(jìn)得負半周波形放大。經(jīng)升壓變壓器升壓后，高頻整流。

　?。ù薞T3\6\7\8以推挽方式存在于電路中，各負責正負半周的波形放大任務(wù)，電路工作時(shí)，兩只對稱(chēng)的功率開(kāi)關(guān)管每次只有一對導通，所以導通損耗小效率高。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(diǎn)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(shí)，IC2控制Q3為飽和導通狀態(tài)，Q4為截止狀態(tài)，由于Q3為飽和導通狀態(tài)，則Q10為飽和導通狀態(tài)。由于Q4處于截止狀態(tài)，Q11因柵極無(wú)正偏壓而處于截止狀態(tài)，同時(shí)Q14因柵極無(wú)正偏壓而處于截止狀態(tài)， Q13為飽和導通狀態(tài)。此時(shí)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(shí)，IC2控制Q3為截止狀態(tài)，Q4為飽和導通狀態(tài)，由于Q3為截止狀態(tài)，則Q10、Q13因柵極無(wú)正偏壓而處于截止狀態(tài)，由于Q4為飽和導通狀態(tài)，Q11處于飽和導通狀態(tài)，同時(shí)Q14處于飽和導通狀態(tài)，Q11因柵極無(wú)正偏壓而處于截止狀態(tài)。此時(shí)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(lái)控制輸出過(guò)流保護，輸出電壓過(guò)低保護電路，TL431在此設制2.5V基準電壓，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，當電流過(guò)大，比較器輸入電壓升高，當超過(guò)2.5V時(shí)，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，當電壓過(guò)低，檢測分壓后電壓低于2.5V時(shí)，輸出端輸出高電平，Q1導通，蜂鳴器報警。