逆变器的工作原理及电路图详解

逆变器的工作原理及电路图详解

什么是逆变器？

逆变器（Inverter）是一种电源转换装置，可以将直流电（DC）转换为交流电（AC），或者将一种交流电转换为另一种交流电。这种转换是通过半导体开关设备实现的，通常包括逆变桥、控制逻辑和滤波电路等部分。逆变器广泛应用于各种领域，如工业、能源、交通、通信、家电等。

根据不同的应用领域和需要，逆变器可以分为多种类型。其中，最常见的是将直流电转换为交流电的逆变器，如太阳能电池板逆变器、风力发电逆变器、汽车逆变器等。这些逆变器通常用于将可再生能源产生的直流电转换为交流电，以便供应给家庭、工业和商业用户使用。

此外，还有一些特殊类型的逆变器，如UPS逆变器、高频逆变器等。UPS逆变器主要用于为计算机、通讯设备等提供稳定的电力供应，确保在市电停电或波动时能够正常工作。高频逆变器则主要用于高频电源领域，如高频焊接、高频切割等。

总的来说，逆变器是一种非常重要的电源转换设备，能够将不同类型的电源转换为适合使用的交流电，为各种领域提供稳定、可靠的电力供应。

逆变器的工作原理

上面显示了逆变器电路的基本原理图。正电压连接到变压器的中间引脚，充当输入。另外两个引脚与MOSFET连接，充当开关。

现在，如果我们启用MOSFET Q1，通过在栅极端子上施加电压，电流将沿箭头的一个方向流动，如上图所示。因此，也会沿箭头方向感应出磁通量，变压器的铁芯将在次级线圈中传递磁通量，我们将在输出端获得220V电压。

现在，如果我们禁用MOSFET Q1并启用MOSFET Q2，电流将沿上图所示箭头方向流动，从而反转磁芯中磁通量的方向。

现在，我们都知道变压器是通过磁通量的变化来工作的。因此，打开和关闭两个MOSFET（一个反转到另一个）并在一秒钟内执行50次，将在变压器铁芯内产生良好的振荡磁通量，并且变化的磁通量将在次级线圈中感应出电压，这就是基本逆变器的工作原理。

逆变器电路图分享

1. 使用IC555定时器的简单逆变器电路图

这个使用IC555的简单逆变器电路中的主要组件是定时器IC555，它被设置为非稳态多谐振荡器以提供连续的开关脉冲。两个开关晶体管TIP41A（NPN）和TIP42A（PNP）根据基极输入的脉冲来驱动变压器。

T1是一个230V初级至9V次级变压器，反向接线可用作升压变压器。我们可以向该电路提供5V至15V的直流偏置，以获得50Hz至60Hz的110V至230V交流电，但输出可能不像PWM逆变器输出那样是纯正弦波；相反，它将是脉动交流电。VR1电位器用于改变该电路的输出频率。因此，可以通过调节该电位器来调节频率。

2. 使用CD4047和ULN2003的简单逆变器电路图

逆变器是一种将直流（DC）电压转换为交流（AC）电压的电气设备，常见的电器称为逆变器。直流应用中使用了几种微型设备，例如太阳能发电系统。逆变器的主要功能是将直流电转换为交流电。实际上，所有家用电器以及其他电气设备都可以使用交流电源运行。

这个使用CD4047和ULN2003的简单逆变器电路有两级。第一级是多谐振荡器级，它使用ICCD4047生成具有高峰值电压的自由运行非稳定脉冲。第二级是功率开关级，它使用ICULN2003来处理500mA电流，最适合感性负载驱动。

一组三个通道连接到CD4047的引脚11和引脚10)输出。ULN2003输出连接到变压器的次级绕组，中心抽头引脚连接到12V电源。脉动交流电由变压器的初级绕组提供（负载连接在初级绕组端子之间）。电路中电位器的作用是改变输出的频率和电压范围。

3. 使用IC555定时器的逆变器电路图

逆变器只不过是一个直流到交流转换器（一种将直流电（DC）转换为交流电（AC）的电力电子设备或电路。获得的交流频率取决于所使用的特定设备）。逆变器是非常有用的电子产品，用于补偿紧急断电，因为它执行直流到交流的转换。

这里，如果逆变电路连接的负载很小，我们就不需要纯正弦波逆变器或大功率的大容量逆变器。因此，我们可以创建一个简单的小型逆变器电路来处理低功耗设备。在这里，我们使用555IC和容易获得的组件设计了一个逆变器。

这里IC555是电路的主要部分，它用作开关脉冲振荡器。对于连续开关脉冲，555IC必须配置为非稳态多谐振荡器。变压器T1是230V初级到9V次级但反向连接，因此它可以起到升压变压器的作用。这里两个开关晶体管TIP41A（NPN）和TIP42A（PNP）根据基极输入的脉冲来驱动变压器T1。

我们可以向该电路施加+5V至+15V直流偏置，并获得频率为50Hz至60Hz的110V至230V交流电。使用晶体管散热器以避免过热，并使用1A至1.5A变压器。但该电路的输出可能不像PWM逆变器输出那样是纯正弦波，它只给出脉动交流电。通过改变VR1电阻器可以改变输出频率。

4. 使用CD4047和ULN2003的简逆变器电路图

这是使用CD4047和ULN2003的简单逆变器电路。电源逆变器是一种电力电子设备或电路，可将直流电（DC）转换为交流电（AC）。所获得的交流频率取决于所使用的特定设备。输入电压、输出电压和频率以及总体功率处理取决于特定设备或电路的设计。逆变器不产生任何功率；它由直流电源提供。

由于逆变器电路使用电池的可用直流电压提供交流电源输出。有时我们需要足够低的功率输出，以驱动小型电灯泡或不需要纯交流电源的东西。这里我们设计一个简单的逆变电路，以避免低压应用中复杂的纯正弦波逆变器和PWM逆变器。

正如我们在电路中看到的，它具有三个简单的阶段。第一阶段，我们使用ICCD404设计了一个多谐振荡器。它产生具有高峰值电压的自由运行的非稳定脉冲。然后第二级是功率开关级，其中我们使用ICULN2003（七达林顿阵列）。它可处理500mA电流，最适合感性负载驱动。

现在一组三个通道连接到CD4047的（Q条引脚11）和（Q引脚10）输出。ULN2003的输出连接到变压器X1次级绕组(9V-0-9V)，中心抽头引脚连接到12V电源。

变压器初级绕组提供升压脉动交流电（负载连接在初级绕组端子之间）。为了简化设计，没有开关、保险丝或MOV（金属氧化物变阻器）。我们可以通过改变VR1电阻值来改变输出交流电源的频率和电压范围。处理该电路时要格外小心，因为它会产生可能造成致命电击的高交流电压。

5. 12伏至220伏逆变器电路图（1）

在此12伏至220伏逆变器中，通过电位器和电容器C1等组件的帮助，CD4047IC配置为非稳态多谐振荡器模式。输出在引脚10和11处获取。通过改变可变电阻器的值，您可以在引脚10Q和引脚11Q'引脚处获得不同范围的输出脉冲。

然后将该输出提供给N沟道MOSFET，然后将其漏极引脚连接到变压器。当交替方波脉冲驱动有线MOSFET时，次级绕组被迫感应出交替磁场。现在，该磁场在变压器的初级绕组中感应并产生高交流电压。

6. 12伏至220伏逆变器电路图（2）

逆变器是大多数光伏系统中的重要组件，可将直流（DC）光伏输出转换为交流（AC）输出，从而允许使用交流供电设备和电网。很难从主电源向系统中的所有组件提供交流电源，而这正是我们需要逆变器的地方。逆变器电路对于使用低压直流电源或电池产生高电压非常有帮助。

在这里，我们使用一些容易获得的组件设计了一个12伏至220伏逆变器电路。这种类型的逆变器基于开关脉冲和升压变压器的操作。这里作为开关脉冲振荡器件，我们使用ICCD4047和n沟道功率MOSFETIRFZ44n作为开关，然后将12-0-12V次级变压器反向用作升压变压器。

为了构建这个简单的电路，我们需要一个开关器件和一个升压变压器。我们知道，由于互感，高开关频率脉冲到达升压变压器，然后输出电压将达到高值。这里普通的1安培12-0-12V变压器被反向用作升压变压器。在可变电阻器RV1和电容器C1的帮助下，我们将ICCD4047配置为非稳态多谐振荡器模式。通过改变可变电阻的值，我们可以在Q和Q'引脚获得不同范围的输出脉冲，从而导致变压器输出电压的变化。

现在N沟道功率MOSFETIRFZ44漏极引脚与变压器次级引脚连接，次级绕组中的公共引脚与电池正偏置连接，两个MOSFET源极引脚与电池负偏置连接，这些MOSFET由ICCD4047的Q和Q'输出。次级绕组被迫感应交变磁场当交变方波脉冲驱动MOSFET开关时，它会通过变压器的大感应磁场（初级）绕组产生高交变电压。