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逆变器的工作原理 逆变器电路图分享

CHANBAEK 来源:网络整理 作者:网络整理 2024-02-27 16:32 次阅读

什么是逆变器

逆变器(Inverter)是一种电源转换装置,可以将直流电(DC)转换为交流电(AC),或者将一种交流电转换为另一种交流电。这种转换是通过半导体开关设备实现的,通常包括逆变桥、控制逻辑和滤波电路等部分。逆变器广泛应用于各种领域,如工业、能源、交通、通信、家电等。

根据不同的应用领域和需要,逆变器可以分为多种类型。其中,最常见的是将直流电转换为交流电的逆变器,如太阳能电池板逆变器、风力发电逆变器、汽车逆变器等。这些逆变器通常用于将可再生能源产生的直流电转换为交流电,以便供应给家庭、工业和商业用户使用。

此外,还有一些特殊类型的逆变器,如UPS逆变器、高频逆变器等。UPS逆变器主要用于为计算机、通讯设备等提供稳定的电力供应,确保在市电停电或波动时能够正常工作。高频逆变器则主要用于高频电源领域,如高频焊接、高频切割等。

总的来说,逆变器是一种非常重要的电源转换设备,能够将不同类型的电源转换为适合使用的交流电,为各种领域提供稳定、可靠的电力供应。

逆变器的工作原理

逆变器工作

上面显示了 逆变器电路的基本原理图 。正电压连接到变压器的中间引脚,充当输入。另外两个引脚与MOSFET 连接,充当开关。

逆变器工作操作

现在,如果我们 启用 MOSFET Q1*,通过在栅极端子上施加电压,电流将沿箭头的一个方向流动,如上图所示。因此,也会沿箭头方向感应出磁通量,变压器的铁芯将在次级线圈中传递磁通量,我们将在输出端获得 220V 电​​压。

逆变器工作原理

现在,如果我们禁用 MOSFET Q1 并启用 MOSFET Q2,电流将沿上图所示箭头方向流动,从而反转磁芯中磁通量的方向。

现在,我们都知道变压器是通过磁通量的变化来工作的。因此,打开和关闭两个 MOSFET(一个反转到另一个)并在一秒钟内执行 50 次,将在变压器铁芯内产生良好的振荡磁通量,并且变化的磁通量将在次级线圈中感应出电压,这就是基本逆变器的工作原理。

逆变器电路图分享

1、使用IC 555定时器的简单逆变器电路图

这个使用 IC 555 的简单逆变器电路中的主要组件是定时器 IC555,它被设置为非稳态多谐振荡器以提供连续的开关脉冲。两个开关晶体管TIP41A(NPN)和TIP42A(PNP)根据基极输入的脉冲来驱动变压器。

image.png

T1 是一个 230V 初级至 9V 次级变压器,反向接线可用作升压变压器。我们可以向该电路提供5V至15V的直流偏置,以获得50Hz至60Hz的110V至230V交流电,但输出可能不像PWM逆变器输出那样是纯正弦波;相反,它将是脉动交流电。 VR1电位器用于改变该电路的输出频率。因此,可以通过调节该电位器来调节频率。

2、使用CD4047和ULN2003的简单逆变器电路图

逆变器是一种将直流(DC)电压转换为交流(AC)电压的电气设备,常见的电器称为逆变器。直流应用中使用了几种微型设备,例如太阳能发电系统。逆变器的主要功能是将直流电转换为交流电。实际上,所有家用电器以及其他电气设备都可以使用交流电源运行。

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这个使用 CD4047 和 ULN2003 的简单逆变器电路有两级。第一级是多谐振荡器级,它使用 IC CD4047 生成具有高峰值电压的自由运行非稳定脉冲。第二级是功率开关级,它使用 IC ULN2003 来处理 500mA 电流,最适合感性负载驱动。

一组三个通道连接到 CD4047 的引脚 11 和引脚 10) 输出。 ULN2003 输出连接到变压器的次级绕组,中心抽头引脚连接到 12V 电源。脉动交流电由变压器的初级绕组提供(负载连接在初级绕组端子之间)。电路中电位器的作用是改变输出的频率和电压范围。

3、使用IC 555定时器的逆变器电路图

逆变器只不过是一个直流到交流转换器(一种将直流电 (DC) 转换为交流电 (AC) 的电力电子设备或电路。获得的交流频率取决于所使用的特定设备)。逆变器是非常有用的电子产品,用于补偿紧急断电,因为它执行直流到交流的转换。

这里,如果逆变电路连接的负载很小,我们就不需要纯正弦波逆变器或大功率的大容量逆变器。因此,我们可以创建一个简单的小型逆变器电路来处理低功耗设备。在这里,我们使用 555 IC 和容易获得的组件设计了一个逆变器。

image.png

这里IC 555是电路的主要部分,它用作开关脉冲振荡器。对于连续开关脉冲,555 IC 必须配置为非稳态多谐振荡器。变压器T1是230V初级到9V次级但反向连接,因此它可以起到升压变压器的作用。这里两个开关晶体管TIP41A(NPN)和TIP42A(PNP)根据基极输入的脉冲来驱动变压器T1。

我们可以向该电路施加+5V至+15V直流偏置,并获得频率为50Hz至60Hz的110V至230V交流电。使用晶体管散热器以避免过热,并使用 1 A 至 1.5 A 变压器。但该电路的输出可能不像PWM逆变器输出那样是纯正弦波,它只给出脉动交流电。通过改变 VR1 电阻器可以改变输出频率。

4、使用CD4047和ULN2003的简逆变器电路图

这是使用 CD4047 和 ULN2003 的简单逆变器电路。电源逆变器是一种电力电子设备或电路,可将直流电 (DC) 转换为交流电 (AC)。所获得的交流频率取决于所使用的特定设备。输入电压、输出电压和频率以及总体功率处理取决于特定设备或电路的设计。逆变器不产生任何功率;它由直流电源提供。

由于逆变器电路使用电池的可用直流电压提供交流电源输出。有时我们需要足够低的功率输出,以驱动小型电灯泡或不需要纯交流电源的东西。这里我们设计一个简单的逆变电路,以避免低压应用中复杂的纯正弦波逆变器和 PWM 逆变器。

image.png

正如我们在电路中看到的,它具有三个简单的阶段。第一阶段,我们使用IC CD404设计了一个多谐振荡器。它产生具有高峰值电压的自由运行的非稳定脉冲。然后第二级是功率开关级,其中我们使用IC ULN2003(七达林顿阵列)。它可处理 500mA 电流,最适合感性负载驱动。

现在一组三个通道连接到 CD4047 的(Q 条引脚 11)和(Q 引脚 10)输出。 ULN2003 的输出连接到变压器 X1 次级绕组 (9V – 0 – 9V),中心抽头引脚连接到 12V 电源。

变压器初级绕组提供升压脉动交流电(负载连接在初级绕组端子之间)。为了简化设计,没有开关、保险丝或 MOV(金属氧化物变阻器)。我们可以通过改变VR1电阻值来改变输出交流电源的频率和电压范围。处理该电路时要格外小心,因为它会产生可能造成致命电击的高交流电压。

5、12伏至220伏逆变器电路图(1)

在此 12 伏至 220 伏逆变器中,通过电位器和电容器 C1 等组件的帮助,CD 4047 IC 配置为非稳态多谐振荡器模式。输出在引脚 10 和 11 处获取。通过改变可变电阻器的值,​​您可以在引脚 10 Q 和引脚 11 Q' 引脚处获得不同范围的输出脉冲。

image.png

然后将该输出提供给 N 沟道 MOSFET,然后将其漏极引脚连接到变压器。当交替方波脉冲驱动有线 MOSFET 时,次级绕组被迫感应出交替磁场。现在,该磁场在变压器的初级绕组中感应并产生高交流电压。

6、12伏至220伏逆变器电路图(2)

逆变器是大多数光伏系统中的重要组件,可将直流 (DC) 光伏输出转换为交流 (AC) 输出,从而允许使用交流供电设备和电网。很难从主电源向系统中的所有组件提供交流电源,而这正是我们需要逆变器的地方。逆变器电路对于使用低压直流电源或电池产生高电压非常有帮助。

在这里,我们使用一些容易获得的组件设计了一个 12 伏至 220 伏逆变器电路。这种类型的逆变器基于开关脉冲和升压变压器的操作。这里作为开关脉冲振荡器件,我们使用IC CD4047和n沟道功率MOSFET IRFZ44n作为开关,然后将12-0-12V次级变压器反向用作升压变压器。

image.png

为了构建这个简单的电路,我们需要一个开关器件和一个升压变压器。我们知道,由于互感,高开关频率脉冲到达升压变压器,然后输出电压将达到高值。这里普通的1安培12-0-12V变压器被反向用作升压变压器。在可变电阻器RV1和电容器C1的帮助下,我们将IC CD 4047配置为非稳态多谐振荡器模式。通过改变可变电阻的值,我们可以在 Q 和 Q' 引脚获得不同范围的输出脉冲,从而导致变压器输出电压的变化。

现在N沟道功率MOSFET IRFZ44漏极引脚与变压器次级引脚连接,次级绕组中的公共引脚与电池正偏置连接,两个MOSFET源极引脚与电池负偏置连接,这些MOSFET由IC CD4047 的 Q 和 Q' 输出。次级绕组被迫感应交变磁场 当交变方波脉冲驱动 MOSFET 开关时,它会通过变压器的大感应磁场(初级)绕组产生高交变电压。

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