什么是逆變器?
逆變器(Inverter)是一種電源轉換裝置,可以將直流電(DC)轉換為交流電(AC),或者將一種交流電轉換為另一種交流電。這種轉換是通過半導體開關設備實現的,通常包括逆變橋、控制邏輯和濾波電路等部分。逆變器廣泛應用于各種領域,如工業、能源、交通、通信、家電等。
根據不同的應用領域和需要,逆變器可以分為多種類型。其中,最常見的是將直流電轉換為交流電的逆變器,如太陽能電池板逆變器、風力發電逆變器、汽車逆變器等。這些逆變器通常用于將可再生能源產生的直流電轉換為交流電,以便供應給家庭、工業和商業用戶使用。
此外,還有一些特殊類型的逆變器,如UPS逆變器、高頻逆變器等。UPS逆變器主要用于為計算機、通訊設備等提供穩定的電力供應,確保在市電停電或波動時能夠正常工作。高頻逆變器則主要用于高頻電源領域,如高頻焊接、高頻切割等。
總的來說,逆變器是一種非常重要的電源轉換設備,能夠將不同類型的電源轉換為適合使用的交流電,為各種領域提供穩定、可靠的電力供應。
逆變器的工作原理
上面顯示了 逆變器電路的基本原理圖 。正電壓連接到變壓器的中間引腳,充當輸入。另外兩個引腳與MOSFET 連接,充當開關。
現在,如果我們 啟用 MOSFET Q1*,通過在柵極端子上施加電壓,電流將沿箭頭的一個方向流動,如上圖所示。因此,也會沿箭頭方向感應出磁通量,變壓器的鐵芯將在次級線圈中傳遞磁通量,我們將在輸出端獲得 220V 電??壓。
現在,如果我們禁用 MOSFET Q1 并啟用 MOSFET Q2,電流將沿上圖所示箭頭方向流動,從而反轉磁芯中磁通量的方向。
現在,我們都知道變壓器是通過磁通量的變化來工作的。因此,打開和關閉兩個 MOSFET(一個反轉到另一個)并在一秒鐘內執行 50 次,將在變壓器鐵芯內產生良好的振蕩磁通量,并且變化的磁通量將在次級線圈中感應出電壓,這就是基本逆變器的工作原理。
逆變器電路圖分享
這個使用 IC 555 的簡單逆變器電路中的主要組件是定時器 IC555,它被設置為非穩態多諧振蕩器以提供連續的開關脈沖。兩個開關晶體管TIP41A(NPN)和TIP42A(PNP)根據基極輸入的脈沖來驅動變壓器。
T1 是一個 230V 初級至 9V 次級變壓器,反向接線可用作升壓變壓器。我們可以向該電路提供5V至15V的直流偏置,以獲得50Hz至60Hz的110V至230V交流電,但輸出可能不像PWM逆變器輸出那樣是純正弦波;相反,它將是脈動交流電。 VR1電位器用于改變該電路的輸出頻率。因此,可以通過調節該電位器來調節頻率。
2、使用CD4047和ULN2003的簡單逆變器電路圖
逆變器是一種將直流(DC)電壓轉換為交流(AC)電壓的電氣設備,常見的電器稱為逆變器。直流應用中使用了幾種微型設備,例如太陽能發電系統。逆變器的主要功能是將直流電轉換為交流電。實際上,所有家用電器以及其他電氣設備都可以使用交流電源運行。
這個使用 CD4047 和 ULN2003 的簡單逆變器電路有兩級。第一級是多諧振蕩器級,它使用 IC CD4047 生成具有高峰值電壓的自由運行非穩定脈沖。第二級是功率開關級,它使用 IC ULN2003 來處理 500mA 電流,最適合感性負載驅動。
一組三個通道連接到 CD4047 的引腳 11 和引腳 10) 輸出。 ULN2003 輸出連接到變壓器的次級繞組,中心抽頭引腳連接到 12V 電源。脈動交流電由變壓器的初級繞組提供(負載連接在初級繞組端子之間)。電路中電位器的作用是改變輸出的頻率和電壓范圍。
3、使用IC 555定時器的逆變器電路圖
逆變器只不過是一個直流到交流轉換器(一種將直流電 (DC) 轉換為交流電 (AC) 的電力電子設備或電路。獲得的交流頻率取決于所使用的特定設備)。逆變器是非常有用的電子產品,用于補償緊急斷電,因為它執行直流到交流的轉換。
這里,如果逆變電路連接的負載很小,我們就不需要純正弦波逆變器或大功率的大容量逆變器。因此,我們可以創建一個簡單的小型逆變器電路來處理低功耗設備。在這里,我們使用 555 IC 和容易獲得的組件設計了一個逆變器。
這里IC 555是電路的主要部分,它用作開關脈沖振蕩器。對于連續開關脈沖,555 IC 必須配置為非穩態多諧振蕩器。變壓器T1是230V初級到9V次級但反向連接,因此它可以起到升壓變壓器的作用。這里兩個開關晶體管TIP41A(NPN)和TIP42A(PNP)根據基極輸入的脈沖來驅動變壓器T1。
我們可以向該電路施加+5V至+15V直流偏置,并獲得頻率為50Hz至60Hz的110V至230V交流電。使用晶體管散熱器以避免過熱,并使用 1 A 至 1.5 A 變壓器。但該電路的輸出可能不像PWM逆變器輸出那樣是純正弦波,它只給出脈動交流電。通過改變 VR1 電阻器可以改變輸出頻率。
4、使用CD4047和ULN2003的簡逆變器電路圖
這是使用 CD4047 和 ULN2003 的簡單逆變器電路。電源逆變器是一種電力電子設備或電路,可將直流電 (DC) 轉換為交流電 (AC)。所獲得的交流頻率取決于所使用的特定設備。輸入電壓、輸出電壓和頻率以及總體功率處理取決于特定設備或電路的設計。逆變器不產生任何功率;它由直流電源提供。
由于逆變器電路使用電池的可用直流電壓提供交流電源輸出。有時我們需要足夠低的功率輸出,以驅動小型電燈泡或不需要純交流電源的東西。這里我們設計一個簡單的逆變電路,以避免低壓應用中復雜的純正弦波逆變器和 PWM 逆變器。
正如我們在電路中看到的,它具有三個簡單的階段。第一階段,我們使用IC CD404設計了一個多諧振蕩器。它產生具有高峰值電壓的自由運行的非穩定脈沖。然后第二級是功率開關級,其中我們使用IC ULN2003(七達林頓陣列)。它可處理 500mA 電流,最適合感性負載驅動。
現在一組三個通道連接到 CD4047 的(Q 條引腳 11)和(Q 引腳 10)輸出。 ULN2003 的輸出連接到變壓器 X1 次級繞組 (9V – 0 – 9V),中心抽頭引腳連接到 12V 電源。
變壓器初級繞組提供升壓脈動交流電(負載連接在初級繞組端子之間)。為了簡化設計,沒有開關、保險絲或 MOV(金屬氧化物變阻器)。我們可以通過改變VR1電阻值來改變輸出交流電源的頻率和電壓范圍。處理該電路時要格外小心,因為它會產生可能造成致命電擊的高交流電壓。
5、12伏至220伏逆變器電路圖(1)
在此 12 伏至 220 伏逆變器中,通過電位器和電容器 C1 等組件的幫助,CD 4047 IC 配置為非穩態多諧振蕩器模式。輸出在引腳 10 和 11 處獲取。通過改變可變電阻器的值,??您可以在引腳 10 Q 和引腳 11 Q' 引腳處獲得不同范圍的輸出脈沖。
然后將該輸出提供給 N 溝道 MOSFET,然后將其漏極引腳連接到變壓器。當交替方波脈沖驅動有線 MOSFET 時,次級繞組被迫感應出交替磁場。現在,該磁場在變壓器的初級繞組中感應并產生高交流電壓。
6、12伏至220伏逆變器電路圖(2)
逆變器是大多數光伏系統中的重要組件,可將直流 (DC) 光伏輸出轉換為交流 (AC) 輸出,從而允許使用交流供電設備和電網。很難從主電源向系統中的所有組件提供交流電源,而這正是我們需要逆變器的地方。逆變器電路對于使用低壓直流電源或電池產生高電壓非常有幫助。
在這里,我們使用一些容易獲得的組件設計了一個 12 伏至 220 伏逆變器電路。這種類型的逆變器基于開關脈沖和升壓變壓器的操作。這里作為開關脈沖振蕩器件,我們使用IC CD4047和n溝道功率MOSFET IRFZ44n作為開關,然后將12-0-12V次級變壓器反向用作升壓變壓器。
為了構建這個簡單的電路,我們需要一個開關器件和一個升壓變壓器。我們知道,由于互感,高開關頻率脈沖到達升壓變壓器,然后輸出電壓將達到高值。這里普通的1安培12-0-12V變壓器被反向用作升壓變壓器。在可變電阻器RV1和電容器C1的幫助下,我們將IC CD 4047配置為非穩態多諧振蕩器模式。通過改變可變電阻的值,我們可以在 Q 和 Q' 引腳獲得不同范圍的輸出脈沖,從而導致變壓器輸出電壓的變化。
現在N溝道功率MOSFET IRFZ44漏極引腳與變壓器次級引腳連接,次級繞組中的公共引腳與電池正偏置連接,兩個MOSFET源極引腳與電池負偏置連接,這些MOSFET由IC CD4047 的 Q 和 Q' 輸出。次級繞組被迫感應交變磁場 當交變方波脈沖驅動 MOSFET 開關時,它會通過變壓器的大感應磁場(初級)繞組產生高交變電壓。
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