直流变交流逆变器的工作原理及电路分享

直流变交流逆变器的工作原理

利用震荡器的原理，先将直流电变为大小随时间变化的脉冲交流电，经隔直系统去掉直流分量，保留交变分量，再通过变换系统(升压或降压)变换，整形及稳压，就得到了符合我们需要的交流电。利用振荡电路产生一定频率的脉动的直流电流，再用变压器将这个电流转换为需要的交流电压。三相逆变器则同时产生互差120度相位角的三相交流电压。

逆变器有很多部分组成，其中最核心的部分就是振荡器了。最早的振荡器是电磁型的，后来发展为电子型的，从分立元件到专用集成电路，再到微电脑控制，越来越完善，逆变器的功能也越来越强，在各个领域都得到了很广泛的应用。

简单直流变交流的逆变器电路

该逆变器使用功率场效应晶体管作为逆变器装置。用汽车电池供电。因此，在输入电压为12伏直流电。输出电压是100V的交流电。但是，输入和输出电压不仅限于此。您可以使用任何电压。他们依赖于变压器使用。波形输出为方波。根据经验，这个电路约100W功率 。

电路必须按装保险丝，因为过多的输入电流流动时，振荡器停止。

 

 

逆变器原理电路：将12V直流变成220V交流电

将220V交流电转变为24V、36V、48V都比较简单，只需要使用变压器的原理。电磁互感，就可以获得不同的电压。

 

 

设闭合电路是一个n匝线圈，且穿过每匝线圈的磁通量变化率都相同，这时相当于n个单匝线圈串联而成，因此感应电动势变为

 

 

根据公式可知，E就是电动势，也就是电压。因为

不变，只要铁块两端的线圈数量n不一样就可以达到变压的效果。

 

将交流电转变为直流电只要加上二极管就可以达到需要的效果，二极管是一种具有两个电极的装置，只允许电流由单一方向流过，许多的使用是应用其整流的功能。然后再利用变压器原理就可以将220V交流电转变成12V直流电，以及我们手机充电器的5V直流输出电压。

 

 

那么如何将12V直流转换成220V交流电呢?首先我们来了解一下逆变器，什么是逆变器?

逆变器是把直流电能(电池、蓄电瓶)转变成交流电(一般为220V，50Hz正弦波)。它由逆变桥、控制逻辑和滤波电路组成。是一种DC to AC的变压器，它其实与转化器是一种电压逆变的过程。转换器是将电网的交流电压转变为稳定的12V直流输出，而逆变器是将Adapter输出的12V直流电压转变为高频的高压交流电。

然后我们看一下整个过程的电路图：12V直流→高频升压→220V直流→全桥整流→220V直流→逆变桥逆变→220V交流

 

 

高频升压逆变控制电路：

 

 

(1)脚第一组放大器的同相输入端，检测输出电流，与3个0.33R 电阻分压，当电流过大时，分压电阻上的电压超过(2)脚基准电压，(3)脚放大器输出端输出高电平，(3)脚为高电平时，电路进入保护状态。(2)脚为比较器的反相输入端，接(14)脚基准，作比较器的参考电压，外部输入端的控制信号可输入至脚(4)的截止时间控制端(也叫死区时间控制)，与脚(1)、(2)、(15)、(16)误差放大器的输入端，其输入端点的抵补电压为120mV，其可限制输出截止时间至最小值，大约为最初锯齿波周期时间的4%。当13脚的输出模控制端接地时，可获得96%最大工作周期，而当(13)脚接制参考电压时，可获得48%最大工作周期。如果我们在第4脚截止时间控制输入端设定一个固定电压，其范围由0V至3.3V之间，则附加的截止时间一定出现在输出上。 (5)、(6)脚是一个固定频率的脉冲宽度调制电路，内置了线性锯齿波振荡器，振荡频率可通过外部的一个电阻和一个电容进行调节，其振荡频率如下：

输出脉冲的宽度是通过电容CT上的正极性锯齿波电压与另外两个控制信号进行比较来实现。功率输出管Q1和Q2受控于或非门。当双稳触发器的时钟信号为低电平时才会被选通，即只有在锯齿波电压大于控制信号期间才会被选通。当控制信号增大，输出脉冲的宽度将减小。(7)脚接地端，(8)、(11)脚是Q1和Q2内部开关管的集电极，在此电路中接电源，(9)、(10)脚为Q1、Q2的发射极，作开关管驱动输出端，接下图中Q1与Q2外部放大电路。以驱动后极推挽电路。(12)脚电源端，(13)脚为输出控制端，接(14)脚基准电压时两路输出脉冲相差180方位，每路输出量大约200MA的驱动推挽或半桥式电路。(15)、脚第二组放大器的反相输入端，接基准电压， (16)脚同相输入端，检测电源电压。当电压过高超过(15)脚参考电压时，(3)脚输出高电平，电路进入保护状态。

高频升压逆变电路及整流：

 

 

这是一个推挽式拓扑逆变电路，当E1驱动脉冲驱动时，Q1导通，使VT3、VT6导通，VT7、VT8截止，此时电路进行正半周波形放大，变压器升压到次级，通过高频整流管整流，当E2脉冲驱动时，Q2导通，驱动VT7、VT8导通。VT3、VT6截止，进得负半周波形放大。经升压变压器升压后，高频整流。

(此VT3678以推挽方式存在于电路中，各负责正负半周的波形放大任务，电路工作时，两只对称的功率开关管每次只有一对导通，所以导通损耗小效率高。推挽输出既可以向负载灌电流。)

逆变桥逆变：

 

 

 

 

最后由TL494CN芯片的5脚外接点容C3和6脚外接电阻R15决定脉宽频率为F=1.1÷(0.1&TImes;220)KHZ=50HZ控制Q10、Q11、Q13、Q14工作在50HZ的频率下，将220V直流电逆变为220V/50HZ的交流电，上图将完成这部分功能。TL494正向时，IC2控制Q3为饱和导通状态，Q4为截止状态，由于Q3为饱和导通状态，则Q10为饱和导通状态。由于Q4处于截止状态，Q11因栅极无正偏压而处于截止状态，同时Q14因栅极无正偏压而处于截止状态， Q13为饱和导通状态。此时220V直流电经VT6沿XAC插座到负载再经VT10接地，形成正半周期电流;反向时，IC2控制Q3为截止状态，Q4为饱和导通状态，由于Q3为截止状态，则Q10、Q13因栅极无正偏压而处于截止状态，由于Q4为饱和导通状态，Q11处于饱和导通状态，同时Q14处于饱和导通状态，Q11因栅极无正偏压而处于截止状态。此时220V直流电经VT9沿XAC插座到负载再经VT7接地，形成负半周期电流;这样接将220V直流电成功转变为220V/50HZ交流电输出供负载使用。

电路中的保护电路：

 

 

电路中采用双运放比较放大器LM358来控制输出过流保护，输出电压过低保护电路，TL431在此设制2.5V基准电压，给比较器同相输入端作参考电压，第一组运放的同相输入端接输出电流检测，反相输入端接参考电压，当电流过大，比较器输入电压升高，当超过2.5V时，输出端输出高电平，送入IC1的3脚，IC关闭输出。第二组运放同相输入端接参考电压，反相输入端接输出电压，当电压过低，检测分压后电压低于2.5V时，输出端输出高电平，Q1导通，蜂鸣器报警。