逆變器原理是什么？最簡(jiǎn)單逆變器電路圖解析

什么是逆變器?

逆變器是把直流電能(電池、蓄電瓶)轉(zhuǎn)變成定頻定壓或調(diào)頻調(diào)壓交流電(一般為220V,50Hz正弦波)的轉(zhuǎn)換器。它由逆變橋、控制邏輯和濾波電路組成。

廣泛適用于空調(diào)、家庭影院、電動(dòng)砂輪、電動(dòng)工具、縫紉機(jī)、DVD、VCD、電腦、電視、洗衣機(jī)、抽油煙機(jī)、冰箱，錄像機(jī)、按摩器、風(fēng)扇、照明等。

在國(guó)外因汽車的普及率較高外出工作或外出旅游即可用逆變器連接蓄電池帶動(dòng)電器及各種工具工作。通過(guò)點(diǎn)煙器輸出的車載逆變是20W 、 40W、 80W、 120W到150W 功率規(guī)格。

再大一些功率逆變電源要通過(guò)連接線接到電瓶上。把家用電器連接到電源轉(zhuǎn)換器的輸出端就能在汽車內(nèi)使用各種電器?？墒褂玫碾娖饔校菏謾C(jī)、筆記本電腦、數(shù)碼攝像機(jī)、照像機(jī)、照明燈、電動(dòng)剃須刀、CD機(jī)、游戲機(jī)、掌上電腦、電動(dòng)工具、車載冰箱及各種旅游、野營(yíng)、醫(yī)療急救電器等。

工作原理

逆變器是一種DC to AC的變壓器，它其實(shí)與轉(zhuǎn)化器是一種電壓逆變的過(guò)程。

逆變器(圖1) 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;兩個(gè)部分同樣都采用了用得比較多的脈寬調(diào)制(PWM)技術(shù)。其核心部分都是一個(gè)PWM集成控制器，Adapter用的是UC3842，逆變器則采用TL5001芯片。TL5001的工作電壓范圍3.6～40V，其內(nèi)部設(shè)一個(gè)誤差放大器，一個(gè)調(diào)節(jié)器、振蕩器、有死區(qū)控制的PWM發(fā)生器、低壓保護(hù)回路及短路保護(hù)回路等。

輸入接口部分：輸入部分有3個(gè)信號(hào)，12V直流輸入VIN、工作使能電壓ENB及Panel電流控制信號(hào)DIM。VIN由Adapter提供，ENB電壓由主板上的MCU提供，其值為0或3V，當(dāng)ENB=0時(shí)，逆變器不工作，而ENB=3V時(shí)，逆變器處于正常工作狀態(tài);而DIM電壓由主板提供，其變化范圍在0～5V之間，將不同的DIM值反饋給PWM控制器反饋端，逆變器向負(fù)載提供的電流也將不同，DIM值越小，逆變器輸出的電流就越大。

電壓?jiǎn)?dòng)回路：ENB為高電平時(shí)，

逆變器 輸出高壓去點(diǎn)亮Panel的背光燈燈管。

PWM控制器：有以下幾個(gè)功能組成：內(nèi)部參考電壓、誤差放大器、振蕩器和PWM、過(guò)壓保護(hù)、欠壓保護(hù)、短路保護(hù)、輸出晶體管。

直流變換：由MOS開(kāi)關(guān)管和儲(chǔ)能電感組成電壓變換電路，輸入的脈沖經(jīng)過(guò)推挽放大器放大后驅(qū)動(dòng)MOS管做開(kāi)關(guān)動(dòng)作，使得直流電壓對(duì)電感進(jìn)行充放電，這樣電感的另一端就能得到交流電壓。

LC振蕩及輸出回路：保證燈管啟動(dòng)需要的1600V電壓，并在燈管啟動(dòng)以后將電壓降至800V。

輸出電壓反饋：當(dāng)負(fù)載工作時(shí)，反饋采樣電壓，起到穩(wěn)定I逆變器電壓輸出的作用。

不論是在偏僻家村，或是野外需求或是停電應(yīng)急，逆變器都是一個(gè)十分不錯(cuò)的選擇。比擬常見(jiàn)的是機(jī)房會(huì)用到的UPS電源，在忽然停電時(shí)，UPS可將蓄電池里的直流電逆變?yōu)榻涣鞴┯?jì)算機(jī)運(yùn)用，從而避免因忽然斷電而招致的數(shù)據(jù)喪失問(wèn)題。

本文將引見(jiàn)兩種比擬簡(jiǎn)單的逆變器電路圖。并附以簡(jiǎn)單的逆變器電路圖闡明，有興味的朋友能夠研討下，自已入手做一個(gè)逆變器也的確是一件十分有成就感的事。以一就是一張較常見(jiàn)的逆變器電路圖。

以上是一款較為容易制造的逆變器電路圖，能夠?qū)?2V直流電源電壓逆變?yōu)?20V市電電壓，電路由BG2和BG3組成的多諧振蕩器推進(jìn)，再經(jīng)過(guò)BG1和BG4驅(qū)動(dòng)，來(lái)控制BG6和BG7工作。其中振蕩電路由BG5與DW組的穩(wěn)壓電源供電，這樣能夠使輸出頻率比擬穩(wěn)定。在制造時(shí)，變壓器可選有常用雙12V輸出的市電變壓器。可依據(jù)需求，選擇恰當(dāng)?shù)?2V蓄電池容量。

以下是一款高效率的正弦波逆變器電器圖，該電路用12V電池供電。先用一片倍壓模塊倍壓為運(yùn)放供電?？蛇x取ICL7660或MAX1044。運(yùn)放1產(chǎn)生50Hz正弦波作為基準(zhǔn)信號(hào)。運(yùn)放2作為反相器。運(yùn)放3和運(yùn)放4作為遲滯比擬器。其實(shí)運(yùn)放3和開(kāi)關(guān)管1構(gòu)成的是比例開(kāi)關(guān)電源。運(yùn)放4和開(kāi)關(guān)管2也同樣。它的開(kāi)關(guān)頻率不穩(wěn)定。在運(yùn)放1輸出信號(hào)為正相時(shí)，運(yùn)放3和開(kāi)關(guān)管工作。這時(shí)運(yùn)放2輸出的是負(fù)相。這時(shí)運(yùn)放4的正輸入端的電位(恒為0)總比負(fù)輸入端的電位高，所以運(yùn)放4輸出恒為1，開(kāi)關(guān)管關(guān)閉。在運(yùn)放1輸出為負(fù)相時(shí)，則相反。這就完成了兩開(kāi)關(guān)管交替工作。

當(dāng)基準(zhǔn)信號(hào)比檢測(cè)信號(hào)，也即是運(yùn)放3或4的負(fù)輸入端的信號(hào)比正輸入端的信號(hào)高一微小值時(shí)，比擬器輸出0，開(kāi)關(guān)管開(kāi)，隨之檢測(cè)信號(hào)疾速進(jìn)步，當(dāng)檢測(cè)信號(hào)比基準(zhǔn)信號(hào)高一微小值時(shí)，比擬器輸出1，開(kāi)關(guān)管關(guān)。這里要留意的是，在電路翻轉(zhuǎn)時(shí)比擬器有個(gè)正反應(yīng)過(guò)程，這是遲滯比擬器的特性。比方說(shuō)在基準(zhǔn)信號(hào)比檢測(cè)信號(hào)低的前提下，隨著它們的差值不時(shí)地靠近，在它們相等的霎時(shí)，基準(zhǔn)信號(hào)馬上比檢測(cè)信號(hào)高出一定值。這個(gè)“一定值”影響開(kāi)關(guān)頻率。它越大頻率越低。這里選它為0.1~0.2V。

C3，C4的作用是為了讓頻率較高的開(kāi)關(guān)續(xù)流電流經(jīng)過(guò)，而對(duì)頻率較低的50Hz信號(hào)產(chǎn)生較大的阻抗。C5由公式：50=算出。L普通為70H，制造時(shí)最好測(cè)一下。這樣C為0.15μ左右。R4與R3的比值要嚴(yán)厲等于0.5，大了波形失真明顯，小了不能起振，但是寧可大一些，不可小。開(kāi)關(guān)管的最大電流為：I==25A。

現(xiàn)有的逆變器，有方波輸出和正弦波輸出兩種。方波輸出的逆變器效率高，關(guān)于采用正弦波電源設(shè)計(jì)的電器來(lái)說(shuō)，除少數(shù)電器不適用外大多數(shù)電器都可適用，正弦波輸出的逆變器就沒(méi)有這方面的缺陷，卻存在效率低的缺陷。