电子产品在我们日常生活中的使用主要是通过220V交流电使用开关电源或其他整流电路把交流电转换成直流电,所谓的逆变器就是把交流电转换成直流电直流电转换成交流电的过程是整流和转换的反向过程,所以被称为逆变器。逆变器给我们的生活带来了很多便利,如户外烧烤、户外照明、车载冰箱等。通过逆变器,电池中的直流电被转换成220V50Hz交流电。让我们简要描述一下它的基本原理。
基本原则如上图所示,这是一个典型的逆变器等效图。图中有四个开关S1~S4组成两个桥臂。开关S1和S2是同一桥臂,S3和S4是一个桥臂。当开关S1和S4闭合时,S2和S3断开负载阻力Uo=UD可获得。当开关S2和S3闭合,S1和S4断开时,负载电阻uo=-UD。这样,开关的连续操作可以获得负载上的交流波形,并完成从直流到交流的过程。波形如下图所示,
需要注意的是,同一桥臂上的开关不能同时闭合,以避免电源短路。交流频率可以通过改变开关的频率来改变。事实上,上图中的四个开关是各种半导体开关器件的理想模型,逆变电路常用的半导体开关器件有晶闸管、场效应晶体管和绝缘栅晶体管(IGBT)。例如,下图显示了由FET组成的开关电路。
如图所示,该电路的开关器件由n沟道FET和p沟道增强FET组成,形成推挽输出形式。当驱动信号为低水平五十、p沟道FET导管。当输入信号为高电平H时,n沟道FET导管。这种交替传导避免了由于同一桥臂的两个开关同时传导而造成的电源短路危害。工作过程如下:场效应晶体管TR3和TR4为同一桥臂,Tr5和TR6为同一桥臂。脉冲信号控制四个开关的导通和闭合,以产生交流信号,该信号应用于变压器的低压弯曲的在这种情况下,变压器的高压绕组将感应高压交流,以完成从直流到交流的转换。
结论以上只是逆变器的基本原理。当然,在实际应用中,逆变器要比这复杂得多。一个完整的逆变器由主电路、控制电路、驱动电路和辅助电源组成。
主电路部分包括完成逆变器的各种开关电路,主要由直流电源(电容器)、缓冲器、开关桥、滤波器和变压器组成,完成对能级的处理。
控制电路:采集主电路的反馈,实现控制算法和保护策略,获取开关管的开关信号。
驱动电路:根据控制板的开关信号进行驱动,以确保FET等开关器件的可靠开关。
辅助电源:控制芯片和驱动芯片的辅助电源电源电路。
总之,逆变器是一种将直流电转换为交流电的装置。
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