什么是逆變器？

逆變器（Inverter）是一種電源轉(zhuǎn)換裝置，可以將直流電（DC）轉(zhuǎn)換為交流電（AC），或者將一種交流電轉(zhuǎn)換為另一種交流電。這種轉(zhuǎn)換是通過(guò)半導(dǎo)體開(kāi)關(guān)設(shè)備實(shí)現(xiàn)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(yīng)用于各種領(lǐng)域，如工業(yè)、能源、交通、通信、家電等。

根據(jù)不同的應(yīng)用領(lǐng)域和需要，逆變器可以分為多種類型。其中，最常見(jiàn)的是將直流電轉(zhuǎn)換為交流電的逆變器，如太陽(yáng)能電池板逆變器、風(fēng)力發(fā)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(chǎn)生的直流電轉(zhuǎn)換為交流電，以便供應(yīng)給家庭、工業(yè)和商業(yè)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(jì)算機(jī)、通訊設(shè)備等提供穩(wěn)定的電力供應(yīng)，確保在市電停電或波動(dòng)時(shí)能夠正常工作。高頻逆變器則主要用于高頻電源領(lǐng)域，如高頻焊接、高頻切割等。

總的來(lái)說(shuō)，逆變器是一種非常重要的電源轉(zhuǎn)換設(shè)備，能夠?qū)⒉煌愋偷碾娫崔D(zhuǎn)換為適合使用的交流電，為各種領(lǐng)域提供穩(wěn)定、可靠的電力供應(yīng)。

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(dāng)輸入。另外兩個(gè)引腳與MOSFET 連接，充當(dāng)開(kāi)關(guān)。

現(xiàn)在，如果我們 啟用 MOSFET Q1*，通過(guò)在柵極端子上施加電壓，電流將沿箭頭的一個(gè)方向流動(dòng)，如上圖所示。因此，也會(huì)沿箭頭方向感應(yīng)出磁通量，變壓器的鐵芯將在次級(jí)線圈中傳遞磁通量，我們將在輸出端獲得 220V 電??壓。

現(xiàn)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(dòng)，從而反轉(zhuǎn)磁芯中磁通量的方向。

現(xiàn)在，我們都知道變壓器是通過(guò)磁通量的變化來(lái)工作的。因此，打開(kāi)和關(guān)閉兩個(gè) MOSFET（一個(gè)反轉(zhuǎn)到另一個(gè)）并在一秒鐘內(nèi)執(zhí)行 50 次，將在變壓器鐵芯內(nèi)產(chǎn)生良好的振蕩磁通量，并且變化的磁通量將在次級(jí)線圈中感應(yīng)出電壓，這就是基本逆變器的工作原理。

逆變器電路圖分享

1、使用IC 555定時(shí)器的簡(jiǎn)單逆變器電路圖

這個(gè)使用 IC 555 的簡(jiǎn)單逆變器電路中的主要組件是定時(shí)器 IC555，它被設(shè)置為非穩(wěn)態(tài)多諧振蕩器以提供連續(xù)的開(kāi)關(guān)脈沖。兩個(gè)開(kāi)關(guān)晶體管TIP41A（NPN）和TIP42A（PNP）根據(jù)基極輸入的脈沖來(lái)驅(qū)動(dòng)變壓器。

T1 是一個(gè) 230V 初級(jí)至 9V 次級(jí)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(dòng)交流電。 VR1電位器用于改變?cè)撾娐返妮敵鲱l率。因此，可以通過(guò)調(diào)節(jié)該電位器來(lái)調(diào)節(jié)頻率。

2、使用CD4047和ULN2003的簡(jiǎn)單逆變器電路圖

逆變器是一種將直流（DC）電壓轉(zhuǎn)換為交流（AC）電壓的電氣設(shè)備，常見(jiàn)的電器稱為逆變器。直流應(yīng)用中使用了幾種微型設(shè)備，例如太陽(yáng)能發(fā)電系統(tǒng)。逆變器的主要功能是將直流電轉(zhuǎn)換為交流電。實(shí)際上，所有家用電器以及其他電氣設(shè)備都可以使用交流電源運(yùn)行。

這個(gè)使用 CD4047 和 ULN2003 的簡(jiǎn)單逆變器電路有兩級(jí)。第一級(jí)是多諧振蕩器級(jí)，它使用 IC CD4047 生成具有高峰值電壓的自由運(yùn)行非穩(wěn)定脈沖。第二級(jí)是功率開(kāi)關(guān)級(jí)，它使用 IC ULN2003 來(lái)處理 500mA 電流，最適合感性負(fù)載驅(qū)動(dòng)。

一組三個(gè)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(jí)繞組，中心抽頭引腳連接到 12V 電源。脈動(dòng)交流電由變壓器的初級(jí)繞組提供（負(fù)載連接在初級(jí)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(shí)器的逆變器電路圖

逆變器只不過(guò)是一個(gè)直流到交流轉(zhuǎn)換器（一種將直流電 (DC) 轉(zhuǎn)換為交流電 (AC) 的電力電子設(shè)備或電路。獲得的交流頻率取決于所使用的特定設(shè)備）。逆變器是非常有用的電子產(chǎn)品，用于補(bǔ)償緊急斷電，因?yàn)樗鼒?zhí)行直流到交流的轉(zhuǎn)換。

這里，如果逆變電路連接的負(fù)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(chuàng)建一個(gè)簡(jiǎn)單的小型逆變器電路來(lái)處理低功耗設(shè)備。在這里，我們使用 555 IC 和容易獲得的組件設(shè)計(jì)了一個(gè)逆變器。

這里IC 555是電路的主要部分，它用作開(kāi)關(guān)脈沖振蕩器。對(duì)于連續(xù)開(kāi)關(guān)脈沖，555 IC 必須配置為非穩(wěn)態(tài)多諧振蕩器。變壓器T1是230V初級(jí)到9V次級(jí)但反向連接，因此它可以起到升壓變壓器的作用。這里兩個(gè)開(kāi)關(guān)晶體管TIP41A（NPN）和TIP42A（PNP）根據(jù)基極輸入的脈沖來(lái)驅(qū)動(dòng)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(guò)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(dòng)交流電。通過(guò)改變 VR1 電阻器可以改變輸出頻率。

4、使用CD4047和ULN2003的簡(jiǎn)逆變器電路圖

這是使用 CD4047 和 ULN2003 的簡(jiǎn)單逆變器電路。電源逆變器是一種電力電子設(shè)備或電路，可將直流電 (DC) 轉(zhuǎn)換為交流電 (AC)。所獲得的交流頻率取決于所使用的特定設(shè)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(shè)備或電路的設(shè)計(jì)。逆變器不產(chǎn)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(shí)我們需要足夠低的功率輸出，以驅(qū)動(dòng)小型電燈泡或不需要純交流電源的東西。這里我們?cè)O(shè)計(jì)一個(gè)簡(jiǎn)單的逆變電路，以避免低壓應(yīng)用中復(fù)雜的純正弦波逆變器和 PWM 逆變器。

正如我們?cè)陔娐分锌吹降?，它具有三個(gè)簡(jiǎn)單的階段。第一階段，我們使用IC CD404設(shè)計(jì)了一個(gè)多諧振蕩器。它產(chǎn)生具有高峰值電壓的自由運(yùn)行的非穩(wěn)定脈沖。然后第二級(jí)是功率開(kāi)關(guān)級(jí)，其中我們使用IC ULN2003（七達(dá)林頓陣列）。它可處理 500mA 電流，最適合感性負(fù)載驅(qū)動(dòng)。

現(xiàn)在一組三個(gè)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(jí)繞組 (9V – 0 – 9V)，中心抽頭引腳連接到 12V 電源。

變壓器初級(jí)繞組提供升壓脈動(dòng)交流電（負(fù)載連接在初級(jí)繞組端子之間）。為了簡(jiǎn)化設(shè)計(jì)，沒(méi)有開(kāi)關(guān)、保險(xiǎn)絲或 MOV（金屬氧化物變阻器）。我們可以通過(guò)改變VR1電阻值來(lái)改變輸出交流電源的頻率和電壓范圍。處理該電路時(shí)要格外小心，因?yàn)樗鼤?huì)產(chǎn)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(guò)電位器和電容器 C1 等組件的幫助，CD 4047 IC 配置為非穩(wěn)態(tài)多諧振蕩器模式。輸出在引腳 10 和 11 處獲取。通過(guò)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(dāng)交替方波脈沖驅(qū)動(dòng)有線 MOSFET 時(shí)，次級(jí)繞組被迫感應(yīng)出交替磁場(chǎng)?，F(xiàn)在，該磁場(chǎng)在變壓器的初級(jí)繞組中感應(yīng)并產(chǎn)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(shù)光伏系統(tǒng)中的重要組件，可將直流 (DC) 光伏輸出轉(zhuǎn)換為交流 (AC) 輸出，從而允許使用交流供電設(shè)備和電網(wǎng)。很難從主電源向系統(tǒng)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(duì)于使用低壓直流電源或電池產(chǎn)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(shè)計(jì)了一個(gè) 12 伏至 220 伏逆變器電路。這種類型的逆變器基于開(kāi)關(guān)脈沖和升壓變壓器的操作。這里作為開(kāi)關(guān)脈沖振蕩器件，我們使用IC CD4047和n溝道功率MOSFET IRFZ44n作為開(kāi)關(guān)，然后將12-0-12V次級(jí)變壓器反向用作升壓變壓器。

為了構(gòu)建這個(gè)簡(jiǎn)單的電路，我們需要一個(gè)開(kāi)關(guān)器件和一個(gè)升壓變壓器。我們知道，由于互感，高開(kāi)關(guān)頻率脈沖到達(dá)升壓變壓器，然后輸出電壓將達(dá)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(wěn)態(tài)多諧振蕩器模式。通過(guò)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(dǎo)致變壓器輸出電壓的變化。

現(xiàn)在N溝道功率MOSFET IRFZ44漏極引腳與變壓器次級(jí)引腳連接，次級(jí)繞組中的公共引腳與電池正偏置連接，兩個(gè)MOSFET源極引腳與電池負(fù)偏置連接，這些MOSFET由IC CD4047 的 Q 和 Q' 輸出。次級(jí)繞組被迫感應(yīng)交變磁場(chǎng) 當(dāng)交變方波脈沖驅(qū)動(dòng) MOSFET 開(kāi)關(guān)時(shí)，它會(huì)通過(guò)變壓器的大感應(yīng)磁場(chǎng)（初級(jí)）繞組產(chǎn)生高交變電壓。