逆變器場(chǎng)效應(yīng)管工作原理、作用、參數(shù)等詳解-漲知識(shí)必讀
信息來源：本站 日期：2017-10-30
主要用處逆變器是把直流電能（電池、蓄電瓶）轉(zhuǎn)變成交流電（普通為220v50HZ正弦或方波）。淺顯的講，逆變器是一種將直流電（DC）轉(zhuǎn)化為交流電（AC）的安裝。它由逆變橋、控制邏輯和濾波電路組成。普遍適用于空調(diào)、家庭影院、電動(dòng)砂輪、電開工具、縫紉機(jī)、DVD、VCD、電腦、電視、洗衣機(jī)、抽油煙機(jī)、冰箱，錄像機(jī)、按摩器、風(fēng)扇、照明等 。
逆變器就是一種將低壓(12或24伏或48伏)直流電轉(zhuǎn)變?yōu)?20伏交流電的電子設(shè)備。由于我們通常是將220伏交流電整流變成直流電來運(yùn)用，而逆變器的作用與此相反，因而而得名。我們處在一個(gè)“挪動(dòng)”的時(shí)期，挪動(dòng)辦公，挪動(dòng)通訊，挪動(dòng)休閑和文娛。在挪動(dòng)的狀態(tài)中，人們不但需求由電池或電瓶供應(yīng)的低壓直流電，同時(shí)更需求我們?cè)谌粘－h(huán)境中不可或缺的220伏交流電，逆變器就能夠滿足我們的這種需求。
1.額定功率：3KW，過載能力為：150%
2.輸入電壓范圍：DC300~600V
3.額定輸出電壓：AC220V/50Hz
4.額定功率因數(shù)：0.99
5.額定轉(zhuǎn)換效率：94%
6.隔離方式：無(wú)變壓器，非隔離方式
7.保護(hù)功能：過壓、欠壓、過流、短路、過熱保護(hù)
這里引見的逆變器（見圖1）主要由MOS場(chǎng)效應(yīng)管，普通電源變壓器構(gòu)成。其輸出功率取決于MOS場(chǎng)效應(yīng)管和電源變壓器的功率，免除了煩瑣的變壓器繞制，合適電子喜好者業(yè)余制造中采用。下面引見該逆變器的工作原理及制造過程。
這里采用六反相器CD4069構(gòu)成方波信號(hào)發(fā)作器。電路中R1是補(bǔ)償電阻，用于改善由于電源電壓的變化而惹起的振蕩頻率不穩(wěn)。電路的振蕩是經(jīng)過電容C1充放電完成的。
其振蕩頻率為f=1/2.2RC.
圖示電路的最大頻率為：fmax=1/2.2×3.3×103×2.2×10-6=62.6Hz；
最小頻率fmin=1/2.2×4.3×103×2.2×10-6=48.0Hz；
由于元件的誤差，實(shí)踐值會(huì)略有差別。其它多余的反相器，輸入端接地防止影響其它電路。
由于方波信號(hào)發(fā)作器輸出的振蕩信號(hào)電壓最大振幅為0~5V，為充沛驅(qū)動(dòng)電源開關(guān)電路，這里用TR1、TR2將振蕩信號(hào)電壓放大至0~12V.如圖所示。
下面簡(jiǎn)述一下用C-MOS場(chǎng)效應(yīng)管（加強(qiáng)型MOS場(chǎng)效應(yīng)管）組成的應(yīng)用電路的工作過程（見圖4）。電路將一個(gè)加強(qiáng)型P溝道MOS場(chǎng)效應(yīng)管和一個(gè)加強(qiáng)型N溝道MOS場(chǎng)效應(yīng)管組合在一同運(yùn)用。當(dāng)輸入端為低電平常，P溝道MOS場(chǎng)效應(yīng)管導(dǎo)通，輸出端與電源正極接通。當(dāng)輸入端為高電平常，N溝道MOS場(chǎng)效應(yīng)管導(dǎo)通，輸出端與電源地接通。在該電路中，P溝道MOS場(chǎng)效應(yīng)管和N溝道MOS場(chǎng)效應(yīng)管總是在相反的狀態(tài)下工作，其相位輸入端和輸出端相反。經(jīng)過這種工作方式我們能夠取得較大的電流輸出。同時(shí)由于漏電流的影響，使得柵壓在還沒有到0V，通常在柵極電壓小于1到2V時(shí)，MOS場(chǎng)效應(yīng)管既被關(guān)斷。不同場(chǎng)效應(yīng)管其關(guān)斷電壓略有不同。也正由于如此，使得該電路不會(huì)由于兩管同時(shí)導(dǎo)通而形成電源短路。
點(diǎn)擊放大圖片由以上剖析我們能夠畫出原理圖中MOS場(chǎng)效應(yīng)管電路局部的工作過程（見圖5）。工作原理同前所述。這種低電壓、大電流、頻率為50Hz的交變信號(hào)經(jīng)過變壓器的低壓繞組時(shí)，會(huì)在變壓器的高壓側(cè)感應(yīng)出高壓交流電壓，完成直流到交流的轉(zhuǎn)換。這里需求留意的是，在某些狀況下，如振蕩局部中止工作時(shí)，變壓器的低壓側(cè)有時(shí)會(huì)有很大的電流經(jīng)過，所以該電路的保險(xiǎn)絲不能省略或短接。
電路板見圖6。所用元器件可參考圖7。逆變器用的變壓器采用次級(jí)為12V、電流為10A、初級(jí)電壓為220V的廢品電源變壓器。P溝道MOS場(chǎng)效應(yīng)管（2SJ471）最大漏極電流為30A，在場(chǎng)效應(yīng)管導(dǎo)通時(shí)，漏-源極間電阻為25毫歐。此時(shí)假如經(jīng)過10A電流時(shí)會(huì)有2.5W的功率耗費(fèi)。N溝道MOS場(chǎng)效應(yīng)管（2SK2956）最大漏極電流為50A，場(chǎng)效應(yīng)管導(dǎo)通時(shí)，漏-源極間電阻為7毫歐，此時(shí)假如經(jīng)過10A電流時(shí)耗費(fèi)的功率為0.7W.由此我們也可知在同樣的工作電流狀況下，2SJ471的發(fā)熱量約為2SK2956的4倍。所以在思索散熱器時(shí)應(yīng)留意這點(diǎn)。圖8展現(xiàn)本文引見的逆變器場(chǎng)效應(yīng)管在散熱器（100mm×100mm×17mm）上的位置散布和接法。雖然場(chǎng)效應(yīng)管工作于開關(guān)狀態(tài)時(shí)發(fā)熱量不會(huì)很大，出于安全思考這里選用的散熱器稍偏大。
逆變器電路板
測(cè)試電路見圖9.這里測(cè)試用的輸入電源采用內(nèi)阻低、放電電流大（普通大于100A）的12V汽車電瓶，可為電路提供充足的輸入功率。測(cè)試用負(fù)載為普通的電燈泡。測(cè)試的辦法是經(jīng)過改動(dòng)負(fù)載大小，并丈量此時(shí)的輸入電流、電壓以及輸出電壓。輸出電壓隨負(fù)荷的增大而降落，燈泡的耗費(fèi)功率隨電壓變化而改動(dòng)。我們也能夠經(jīng)過計(jì)算找出輸出電壓和功率的關(guān)系。但實(shí)踐上由于電燈泡的電阻會(huì)隨受加在兩端電壓變化而改動(dòng)，并且輸出電壓、電流也不是正弦波，所以這種的計(jì)算只能看作是預(yù)算。
以負(fù)載為60W的電燈泡為例：假定燈泡的電阻不隨電壓變化而改動(dòng)。由于R燈=V2/W=2102/60=735Ω，所以在電壓為208V時(shí)，W=V2/R=2082/735=58.9W.由此可折算出電壓和功率的關(guān)系。經(jīng)過測(cè)試，我們發(fā)現(xiàn)當(dāng)輸出功率約為100W時(shí)，輸入電流為10A.此時(shí)輸出電壓為200V。
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