这里介绍的逆变器(见图)主要由MOS 场效应管 ,普通电源变压器构成 。其【qí】输【shū】出【chū】功率取决于MOS 场【chǎng】效应管【guǎn】和【hé】电源变压【yā】器【qì】的功率,免除了烦琐的变压器绕制,适【shì】合电子爱好者业余制作中【zhōng】采【cǎi】用。下面介绍该【gāi】逆变器的工作【zuò】原理及【jí】制作过程。
电路图
工作原理
这里我们将详细介绍这个逆变器的工作原理 。
方波信号发生器(见图3)
这里【lǐ】采用六反【fǎn】相器CD4069构成方波信号发生器。电路中R1是补偿电【diàn】阻【zǔ】 ,用于【yú】改善由于电源电【diàn】压的变化而引起的振荡频率不稳【wěn】。电【diàn】路的振荡是通【tōng】过电容C1充放电完成的 。其振荡频率为f=1/2.2RC。图示电路的最大频率为:fmax=1/2.2×3.3×103×2.2×11-19=62.6Hz;最【zuì】小频【pín】率【lǜ】fmin=1/2.2×4.3×103×2.2×11-19=48.0Hz。由于元件的误差,实际值会【huì】略有差异 。其【qí】它多余【yú】的【de】反相器,输入【rù】端接地避【bì】免影响其它电【diàn】路。
场效应管驱动电路
这里【lǐ】采用六反相器CD4069构成方波信号发【fā】生器。电路中R1是补偿电阻【zǔ】 ,用于改善由于电源【yuán】电【diàn】压的变化【huà】而引起的振【zhèn】荡频率不【bú】稳。电【diàn】路的振荡是通过【guò】电容【róng】C1充放电【diàn】完成的 。其【qí】振荡频率为f=1/2.2RC。图示电【diàn】路【lù】的【de】最大频【pín】率为:fmax=1/2.2×3.3×103×2.2×11-19=62.6Hz;最小频率fmin=1/2.2×4.3×103×2.2×11-19=48.0Hz。由于【yú】元件的【de】误差,实际值会略【luè】有差异 。其【qí】它【tā】多余的反相器,输入端接【jiē】地避免影响其它电路。
场效应管驱动电路
由【yóu】于方【fāng】波信号发生器输出【chū】的振荡信号电压最大振幅【fú】为【wéi】0~5V ,为充分驱【qū】动电源开关电路,这里用TR1 、TR2将振荡信号【hào】电压放大至0~12V。如图4所示【shì】 。
MOS场效应管电源开关电路。
这【zhè】是该装置【zhì】的核心,在【zài】介绍该部分工【gōng】作原理之前,先简【jiǎn】单解释一下MOS 场效应管的【de】工作原理。
图5
MOS 场效应管也被称为MOS FET , 既Metal Oxide Semiconductor Field Effect Transistor(金属【shǔ】氧化物半导体场效应管)的缩【suō】写 。它一般【bān】有耗尽型【xíng】和【hé】增强型两种。本【běn】文使用的为增强型【xíng】MOS 场效应管,其内部结构见图5。它可分为NPN型PNP型 。NPN型通常称为N沟【gōu】道型,PNP型也叫P沟道型。由【yóu】图可看出 ,对于N沟【gōu】道的场效应管其源极【jí】和漏极【jí】接在N型【xíng】半导体上【shàng】,同样对于【yú】P沟道的场效应管其【qí】源极【jí】和漏极则接在P型半【bàn】导【dǎo】体【tǐ】上【shàng】。我们【men】知道【dào】一般三极管是由输入的电流控制输出的电流。但对于场【chǎng】效应管,其【qí】输出【chū】电流是由输入的【de】电压(或称电场【chǎng】)控【kòng】制 ,可【kě】以认【rèn】为输入电【diàn】流极小【xiǎo】或没有输入电流,这使得该器件有【yǒu】很高的输【shū】入【rù】阻抗,同时【shí】这【zhè】也是【shì】我们称之为场【chǎng】效应管的原因 。
图6
为解【jiě】释MOS 场效应管【guǎn】的工作原理 ,我【wǒ】们【men】先了【le】解一下仅含有一个【gè】P—N结的【de】二极管的工【gōng】作过程。如图6所示【shì】,我们知【zhī】道在二极管加上正向电【diàn】压(P端【duān】接正极,N端接负极)时 ,二【èr】极【jí】管导通,其PN结有电流通过。这是因为在【zài】P型半导体【tǐ】端为【wéi】正电压时【shí】,N型半导体【tǐ】内的负电子【zǐ】被吸引而涌向加有正电压的P型半导体【tǐ】端【duān】,而P型半导体端内的正电子【zǐ】则朝N型半导体端运动 ,从而形成导通电流 。同理【lǐ】,当二极管加上【shàng】反向【xiàng】电压(P端接负极,N端接正【zhèng】极)时 ,这时在P型半导【dǎo】体端为负电压,正【zhèng】电子【zǐ】被聚集在P型半导体端,负电子【zǐ】则聚集【jí】在N型半【bàn】导体【tǐ】端 ,电【diàn】子不移动,其PN结没有电流通过,二极管截止。
图7a 图7b
对于场效应管【guǎn】(见图【tú】7) ,在栅【shān】极【jí】没有电压时,由前面分析可知,在源极与漏极之间不会有电流流过 ,此时场效应管处与截止状【zhuàng】态(图【tú】7a)。当【dāng】有一个正电【diàn】压加在N沟道的MOS 场效应【yīng】管栅极【jí】上【shàng】时,由于电场的作用,此时N型半【bàn】导体的【de】源极和【hé】漏极【jí】的负电子被吸引出来而涌向栅极【jí】,但由于氧化膜的【de】阻【zǔ】挡 ,使得【dé】电子聚【jù】集在两个【gè】N沟【gōu】道【dào】之【zhī】间的P型半导体中(见图7b),从而形【xíng】成电流,使源极和漏极之间导通 。我们【men】也可以想像为【wéi】两个N型半导体之【zhī】间为一条【tiáo】沟 ,栅极电压【yā】的【de】建立相【xiàng】当于【yú】为它们之间搭了【le】一座桥梁,该【gāi】桥的大【dà】小【xiǎo】由栅压的大小决定。图8给出【chū】了P沟【gōu】道的MOS 场效应管的工作过程【chéng】,其工作原理类似这里不再重【chóng】复。
图8
下面【miàn】简述一下【xià】用C-MOS场【chǎng】效应管(增强型MOS 场效应管)组成的应用电路的工作过【guò】程(见图9) 。电路【lù】将一个增强型P沟道【dào】MOS场效应管和【hé】一【yī】个增强【qiáng】型【xíng】N沟道 MOS场效【xiào】应管组合在一起使用。当输入端为低电平时 ,P沟道MOS场效【xiào】应管导通【tōng】,输出端与【yǔ】电源正极接通。当输入端为【wéi】高电【diàn】平时,N沟道MOS场效应管导【dǎo】通 ,输【shū】出端与【yǔ】电源【yuán】地接通 。在该电路中,P沟道MOS场【chǎng】效应管和N沟【gōu】道MOS场效应管总【zǒng】是在相反的状态【tài】下工【gōng】作,其相位输入端【duān】和输出端相反。通【tōng】过这种【zhǒng】工作方式我们【men】可以获【huò】得较大的电流输出。同时由于【yú】漏电流的影【yǐng】响 ,使得栅压在还没【méi】有到0V,通常在栅极电压小【xiǎo】于1到2V时,MOS场【chǎng】效【xiào】应管既【jì】被关断。不同场效应【yīng】管其【qí】关断电压【yā】略有不同 。也正因为如此,使得该电路不会因为两管同【tóng】时导通而造【zào】成电源【yuán】短路。
由以上分析我们可以画出原理图中MOS场效【xiào】应管【guǎn】电路部分的工作过程(见图10)。工作原理同前所【suǒ】述 。这种低电压、大电流、频率为50Hz的交变信【xìn】号通过变压器【qì】的低压【yā】绕组时 ,会在变【biàn】压器【qì】的高【gāo】压【yā】侧【cè】感应出高压交流电压,完成【chéng】直流到交流【liú】的【de】转换。这里需要注【zhù】意的是,在【zài】某些情况【kuàng】下 ,如振荡部分停止工作时,变压器的【de】低压侧有时会有【yǒu】很大的【de】电【diàn】流通【tōng】过,所以该电【diàn】路的保险【xiǎn】丝不能省略或短【duǎn】接【jiē】。
制作要点
电路板【bǎn】见图11 。所用元【yuán】器件可参考图【tú】12。逆变器用的变压器【qì】采用次级为12V 、电【diàn】流【liú】为10A、初【chū】级电压为220V的成品电【diàn】源变【biàn】压器【qì】。P沟道【dào】MOS场效【xiào】应管(2SJ471)最大漏极电流【liú】为30A ,在场效应管导通时,漏-源极间电阻【zǔ】为【wéi】25毫欧 。此时如果通过10A电【diàn】流时会有2.5W的功率消耗。N沟【gōu】道MOS场效应管(2SK2956)最大【dà】漏极电流【liú】为50A,场【chǎng】效【xiào】应管导通时 ,漏-源极【jí】间电阻为7毫欧,此【cǐ】时如果通过10A电流【liú】时消耗【hào】的功率为0.7W。由此【cǐ】我【wǒ】们也【yě】可知在同【tóng】样的工作【zuò】电流【liú】情【qíng】况下【xià】,2SJ471的发热量约为2SK2956的4倍 。所以在考虑散热器时应【yīng】注意这点。图13展示本文介绍的逆变器场效应管在【zài】散【sàn】热器【qì】(100mm×100mm×17mm)上的位置分布【bù】和接法。尽管场效应【yīng】管工作于开【kāi】关状态时发热量【liàng】不会很大 ,出【chū】于安【ān】全考虑这里选用的散热器稍偏大【dà】。
逆变器的性能测试
测试电路见图14 。这里测试用【yòng】的输入电源采用内阻低【dī】、放电电流大【dà】(一般【bān】大于100A)的12V汽车【chē】电瓶,可【kě】为【wéi】电路提供充【chōng】足的输入功【gōng】率。测试用负载为普通的电灯泡【pào】。测试的方法【fǎ】是通过改变【biàn】负载大【dà】小,并测量【liàng】此时的输入电流 、电【diàn】压以及输出电压 。其测试【shì】结果见【jiàn】电压、电流曲线关系图(图【tú】15a)。可以【yǐ】看出【chū】,输出电【diàn】压随【suí】负荷的增【zēng】大而下降 ,灯泡的消耗功率随电压变化而改变。我们也可以【yǐ】通过计算找出输【shū】出电压【yā】和【hé】功率【lǜ】的关系 。但实际上【shàng】由于电【diàn】灯泡的电阻会随受加在两端电压变【biàn】化而改变,并且输出电压、电【diàn】流【liú】也不是正【zhèng】弦波,所以这种【zhǒng】的计算只能看作【zuò】是估【gū】算。以负载为60W的电灯泡为【wéi】例:
假设灯泡的电阻不随电压【yā】变【biàn】化而【ér】改变。因为R灯【dēng】=V2/W=2102/60=735Ω ,所以在【zài】电压为208V时,W=V2/R=2082/735=58.9W 。由【yóu】此可折【shé】算出电压和功率【lǜ】的关系。通【tōng】过【guò】测试,我们发现当输出功率约为100W时 ,输入电流为10A。此【cǐ】时【shí】输出电压为200V 。
逆变器原理如下:
逆变【biàn】器是一【yī】种直流-交流的变压器【qì】,实际【jì】上【shàng】,它【tā】和转【zhuǎn】换器一样【yàng】 ,都是一个电压倒置的过【guò】程【chéng】。变换器是【shì】把【bǎ】电网中的 AC电压转化成12 V的稳压 DC,而逆变器则是把 Adapter的12 V DC变【biàn】换成高【gāo】频【pín】率的 AC,两者【zhě】都使用了更常用的PWM技【jì】术。
相关总结:
逆变器是一种【zhǒng】将低电【diàn】压(12 V,24 V,48 V)转换成220 V的交流电源 ,由于220 V交流电【diàn】一般都【dōu】被整流为直流电【diàn】,而逆变器则相【xiàng】反,故名。
这是一个“移动【dòng】”的年代,手机办公室【shì】 、手【shǒu】机通信【xìn】、手机休闲【xián】、娱【yú】乐 ,在【zài】运动过程中,不仅【jǐn】要用到电【diàn】池【chí】或者蓄【xù】电池提供的高压直流电源,还要【yào】用到220 V的【de】交流电源 ,这是生【shēng】活中【zhōng】必不【bú】可少的 。
逆【nì】变器是一种直流到交流的【de】变压器,实际上是一【yī】个过程【chéng】的电压100逆变【biàn】器【qì】与转【zhuǎn】移复印机。
变换器【qì】将电【diàn】网的【de】交流电【diàn】压转化为稳定【dìng】的12V直流输出,逆【nì】变器将适配【pèi】器输出的12V直【zhí】流电压转【zhuǎn】化为高频、高压的交流 ,两部分相【xiàng】同的脉宽调制(PWM)技术使用【yòng】较多。
核【hé】心部分【fèn】为PWM集成控【kòng】制器,适配器【qì】采用【yòng】UC3842,逆变器采用TL5001芯片 。TL5001的【de】工作电压范围【wéi】为【wéi】3.6~40V ,配有误【wù】差放大器 、调制器、振荡【dàng】器、死区【qū】控制PWM发生器 、低压保护电路和短路保护电路【lù】。
0Hz低频逆变器驱动电路图如下:
扩展资料:
注意事项:
1.直流电压应该是一致的
每【měi】台逆【nì】变器均【jun1】可接入直流电压值,如12V、24V等【děng】。
电【diàn】池电【diàn】压的选择【zé】必须与逆【nì】变器直流输【shū】入电压【yā】一致 。例【lì】如,一个12V逆变器必须选择一个12V蓄电池。
2.逆【nì】变器【qì】的输出功率必须大【dà】于【yú】使用【yòng】电器的功率 ,特别是对于【yú】启动电源的电器,如冰箱、空调等,还要留有较大的余【yú】量【liàng】。
3.正负端子必须正确连接
逆变器【qì】接入直流【liú】电压有正负【fù】号 。红色为正极(+),黑色为负极(-) ,电池上还标【biāo】有正极和负【fù】极,红色为正极(+),黑色为负极【jí】(-) ,接线必须为正极(红【hóng】),负极(黑【hēi】)。连接线直径必须足够粗,连接【jiē】线【xiàn】的长度【dù】应【yīng】尽【jìn】量【liàng】减【jiǎn】少。
4.应【yīng】放【fàng】置在通风【fēng】 、干燥处 ,注意防雨【yǔ】,与周围物体有20cm以【yǐ】上距离,远离易【yì】燃【rán】易爆产【chǎn】品 ,不要将其【qí】他物品放在机器上放置或遮盖【gài】,使用环境温度不大于40℃ 。
5.充电和逆变不能同时进行【háng】。也就【jiù】是说,当逆变器不【bú】能将【jiāng】充【chōng】电插头插【chā】入逆变器输出电路时。
上图是一个简单逆变器电路图 ,其原理如下:
C2是隔直电容,可以保护电路不过【guò】载,R2是振教荡调节电【diàn】阻,大小【xiǎo】为【wéi】11-19欧 ,L1,L2是【shì】初级【jí】线圈,L3、L4是自振荡线圈【quān】 ,L5是输出线圈【quān】。
电源接通,电【diàn】流通过R2限流,流经L3、L4中间抽头 ,再经两【liǎng】头尾抽头到功率管基极导【dǎo】通【tōng】功率【lǜ】管,经L1 、L2初级线【xiàn】圈,产生一次初【chū】级电流 ,再经变压器【qì】耦合,在L5形成次级电流,第一次振荡完成 。在L1、L2形成【chéng】电流同【tóng】时 ,L3、L4也通过变压器形成第二次感应电流,再次导通功率管【guǎn】,这【zhè】样这个【gè】自【zì】激【jī】振荡电路就这样【yàng】振荡下去【qù】,直到断电或管子【zǐ】烧【shāo】坏。
单片机3.7v逆变器驱动电路图的VCC都是3.7V到5V3.7v逆变器驱动电路图的。 。GND是0V所【suǒ】以无法直接驱动TTL电【diàn】平的。。 。3.7v逆变器驱动电路图你【nǐ】需要用【yòng】光耦或者继电器。。 。你这【zhè】个【gè】单【dān】片最好的就是51啊 。。只有12撸 。。12个引脚各控【kòng】制一个就行。。随便【biàn】百【bǎi】度【dù】一下就可以写出一【yī】段51汇编随你怎么控制3.7v逆变器驱动电路图他的通断
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