世界上最簡單的逆變器(最簡易逆變器制作方法)
xj
2023-04-24
這里介紹的逆變器(見圖)主要由MOS?場效應(yīng)管,普通電源變壓器構(gòu)成。其輸出功率取決于MOS?場效應(yīng)管和電源變壓器的功率,免除了煩瑣的變壓器繞制,適合電子愛好者業(yè)余制作中采用。下面介紹該逆變器的工作原理及制作過程。
電路圖
工作原理
這里我們將詳細(xì)介紹這個逆變器的工作原理。
方波信號發(fā)生器(見圖3)
這里采用六反相器CD4069構(gòu)成方波信號發(fā)生器。電路中R1是補(bǔ)償電阻,用于改善由于電源電壓的變化而引起的振蕩頻率不穩(wěn)。電路的振蕩是通過電容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,實際值會略有差異。其它多余的反相器,輸入端接地避免影響其它電路。
場效應(yīng)管驅(qū)動電路
這里采用六反相器CD4069構(gòu)成方波信號發(fā)生器。電路中R1是補(bǔ)償電阻,用于改善由于電源電壓的變化而引起的振蕩頻率不穩(wěn)。電路的振蕩是通過電容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,實際值會略有差異。其它多余的反相器,輸入端接地避免影響其它電路。
場效應(yīng)管驅(qū)動電路
由于方波信號發(fā)生器輸出的振蕩信號電壓最大振幅為0~5V,為充分驅(qū)動電源開關(guān)電路,這里用TR1、TR2將振蕩信號電壓放大至0~12V。如圖4所示。
MOS場效應(yīng)管電源開關(guān)電路。
這是該裝置的核心,在介紹該部分工作原理之前,先簡單解釋一下MOS?場效應(yīng)管的工作原理。
圖5
MOS?場效應(yīng)管也被稱為MOS?FET,?既Metal?Oxide?Semiconductor?Field?Effect?Transistor(金屬氧化物半導(dǎo)體場效應(yīng)管)的縮寫。它一般有耗盡型和增強(qiáng)型兩種。本文使用的為增強(qiáng)型MOS?場效應(yīng)管,其內(nèi)部結(jié)構(gòu)見圖5。它可分為NPN型PNP型。NPN型通常稱為N溝道型,PNP型也叫P溝道型。由圖可看出,對于N溝道的場效應(yīng)管其源極和漏極接在N型半導(dǎo)體上,同樣對于P溝道的場效應(yīng)管其源極和漏極則接在P型半導(dǎo)體上。我們知道一般三極管是由輸入的電流控制輸出的電流。但對于場效應(yīng)管,其輸出電流是由輸入的電壓(或稱電場)控制,可以認(rèn)為輸入電流極小或沒有輸入電流,這使得該器件有很高的輸入阻抗,同時這也是我們稱之為場效應(yīng)管的原因。
圖6
為解釋MOS?場效應(yīng)管的工作原理,我們先了解一下僅含有一個P—N結(jié)的二極管的工作過程。如圖6所示,我們知道在二極管加上正向電壓(P端接正極,N端接負(fù)極)時,二極管導(dǎo)通,其PN結(jié)有電流通過。這是因為在P型半導(dǎo)體端為正電壓時,N型半導(dǎo)體內(nèi)的負(fù)電子被吸引而涌向加有正電壓的P型半導(dǎo)體端,而P型半導(dǎo)體端內(nèi)的正電子則朝N型半導(dǎo)體端運動,從而形成導(dǎo)通電流。同理,當(dāng)二極管加上反向電壓(P端接負(fù)極,N端接正極)時,這時在P型半導(dǎo)體端為負(fù)電壓,正電子被聚集在P型半導(dǎo)體端,負(fù)電子則聚集在N型半導(dǎo)體端,電子不移動,其PN結(jié)沒有電流通過,二極管截止。
圖7a???????????????????????????????????????????????????????????????????圖7b
對于場效應(yīng)管(見圖7),在柵極沒有電壓時,由前面分析可知,在源極與漏極之間不會有電流流過,此時場效應(yīng)管處與截止?fàn)顟B(tài)(圖7a)。當(dāng)有一個正電壓加在N溝道的MOS?場效應(yīng)管柵極上時,由于電場的作用,此時N型半導(dǎo)體的源極和漏極的負(fù)電子被吸引出來而涌向柵極,但由于氧化膜的阻擋,使得電子聚集在兩個N溝道之間的P型半導(dǎo)體中(見圖7b),從而形成電流,使源極和漏極之間導(dǎo)通。我們也可以想像為兩個N型半導(dǎo)體之間為一條溝,柵極電壓的建立相當(dāng)于為它們之間搭了一座橋梁,該橋的大小由柵壓的大小決定。圖8給出了P溝道的MOS?場效應(yīng)管的工作過程,其工作原理類似這里不再重復(fù)。
圖8
下面簡述一下用C-MOS場效應(yīng)管(增強(qiáng)型MOS?場效應(yīng)管)組成的應(yīng)用電路的工作過程(見圖9)。電路將一個增強(qiáng)型P溝道MOS場效應(yīng)管和一個增強(qiáng)型N溝道?MOS場效應(yīng)管組合在一起使用。當(dāng)輸入端為低電平時,P溝道MOS場效應(yīng)管導(dǎo)通,輸出端與電源正極接通。當(dāng)輸入端為高電平時,N溝道MOS場效應(yīng)管導(dǎo)通,輸出端與電源地接通。在該電路中,P溝道MOS場效應(yīng)管和N溝道MOS場效應(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。通過這種工作方式我們可以獲得較大的電流輸出。同時由于漏電流的影響,使得柵壓在還沒有到0V,通常在柵極電壓小于1到2V時,MOS場效應(yīng)管既被關(guān)斷。不同場效應(yīng)管其關(guān)斷電壓略有不同。也正因為如此,使得該電路不會因為兩管同時導(dǎo)通而造成電源短路。
由以上分析我們可以畫出原理圖中MOS場效應(yīng)管電路部分的工作過程(見圖10)。工作原理同前所述。這種低電壓、大電流、頻率為50Hz的交變信號通過變壓器的低壓繞組時,會在變壓器的高壓側(cè)感應(yīng)出高壓交流電壓,完成直流到交流的轉(zhuǎn)換。這里需要注意的是,在某些情況下,如振蕩部分停止工作時,變壓器的低壓側(cè)有時會有很大的電流通過,所以該電路的保險絲不能省略或短接。
制作要點
電路板見圖11。所用元器件可參考圖12。逆變器用的變壓器采用次級為12V、電流為10A、初級電壓為220V的成品電源變壓器。P溝道MOS場效應(yīng)管(2SJ471)最大漏極電流為30A,在場效應(yīng)管導(dǎo)通時,漏-源極間電阻為25毫歐。此時如果通過10A電流時會有2.5W的功率消耗。N溝道MOS場效應(yīng)管(2SK2956)最大漏極電流為50A,場效應(yīng)管導(dǎo)通時,漏-源極間電阻為7毫歐,此時如果通過10A電流時消耗的功率為0.7W。由此我們也可知在同樣的工作電流情況下,2SJ471的發(fā)熱量約為2SK2956的4倍。所以在考慮散熱器時應(yīng)注意這點。圖13展示本文介紹的逆變器場效應(yīng)管在散熱器(100mm×100mm×17mm)上的位置分布和接法。盡管場效應(yīng)管工作于開關(guān)狀態(tài)時發(fā)熱量不會很大,出于安全考慮這里選用的散熱器稍偏大。
逆變器的性能測試
測試電路見圖14。這里測試用的輸入電源采用內(nèi)阻低、放電電流大(一般大于100A)的12V汽車電瓶,可為電路提供充足的輸入功率。測試用負(fù)載為普通的電燈泡。測試的方法是通過改變負(fù)載大小,并測量此時的輸入電流、電壓以及輸出電壓。其測試結(jié)果見電壓、電流曲線關(guān)系圖(圖15a)。可以看出,輸出電壓隨負(fù)荷的增大而下降,燈泡的消耗功率隨電壓變化而改變。我們也可以通過計算找出輸出電壓和功率的關(guān)系。但實際上由于電燈泡的電阻會隨受加在兩端電壓變化而改變,并且輸出電壓、電流也不是正弦波,所以這種的計算只能看作是估算。以負(fù)載為60W的電燈泡為例:
假設(shè)燈泡的電阻不隨電壓變化而改變。因為R燈=V2/W=2102/60=735Ω,所以在電壓為208V時,W=V2/R=2082/735=58.9W。由此可折算出電壓和功率的關(guān)系。通過測試,我們發(fā)現(xiàn)當(dāng)輸出功率約為100W時,輸入電流為10A。此時輸出電壓為200V。
[img]最簡單的逆變器怎么制造?需要些什么電子原件?簡單逆變器的制造流程及需要的電子原件如下:
設(shè)計采用高頻直流升壓和正弦波逆變的方法設(shè)計一款由12V直流升壓為220V/50Hz交流的車載逆變器,主要由推挽電路形成的直流升壓電路、全橋逆變電路、由AT89C52單片機(jī)作為控制芯片的控制電路等組成。
直流升壓電路的主要電路結(jié)構(gòu)為推挽逆變電路,完成了由12V直流到310V直流的轉(zhuǎn)換;AT89C52單片機(jī)根據(jù)SPWM控制技術(shù)進(jìn)行編程,完成了對全橋逆變電路正弦波輸出和保護(hù)功能的控制。使用MATLAB軟件對設(shè)計電路進(jìn)行了建模仿真,結(jié)果表明該車載逆變器具有良好的運行特性。
擴(kuò)展資料:
逆變器的工作原理:
逆變器是把直流電能轉(zhuǎn)變成交流電。通俗的講,逆變器是一種將直流電(DC)轉(zhuǎn)化為交流電(AC)的裝置。它由逆變橋、控制邏輯和濾波電路組成。
簡單地說,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。因為通常是將220伏交流電整流變成直流電來使用,而逆變器的作用與此相反,因此而得名。
處在一個“移動”的時代,移動辦公、移動通訊、移動休閑和娛樂。在移動的狀態(tài)中,不但需要由電池或電瓶供給的低壓直流電,同時更需要在日常環(huán)境中不可或缺的220伏交流電,逆變器就可以滿足需求。
參考資料來源:百度百科-逆變器
參考資料來源:百度百科-微型逆變器
簡單的逆變器的制作方法通常逆變器的輸入電壓為12V、24V、36V、48V也有其他輸入電壓的型號,而輸出電壓一般多為220V,當(dāng)然也有其他型號的可以輸出不同需要的電壓。逆變器的價格和好壞主要是下面參數(shù)決定的:輸出功率、轉(zhuǎn)換效率、輸出波形質(zhì)量。只要比較一下這些參數(shù)就知道這款逆變器質(zhì)量如何了。逆變器是一種常用設(shè)備,只要是屬于常用型號,一般在電氣維修點以及幾乎所有的電子市場都會有售的,而且只要是技術(shù)還可以的電氣維修店都是可以維修的,電子市場就更可以維修了。如果是非常用型號或者功率很大的情況下就只能去電子市場或者網(wǎng)上定制了。逆變器是把直流電能轉(zhuǎn)換為交流電能(一般情況下為220V,50Hz的正弦波)的設(shè)備。它與整流器的作用相反,整流器是將交流電能轉(zhuǎn)換為直流電能。逆變器由逆變橋、控制單元和濾波電路組成。廣泛應(yīng)用于空調(diào)、電動工具、電腦、電視、洗衣機(jī)、冰箱,、按摩器等電器中。
逆變器在選擇和使用時必須注意以下幾點:
1)直流電壓一定要匹配;
每臺逆變器都有標(biāo)稱電壓,如12V,24V等,
要求選擇蓄電池電壓必須與逆變器標(biāo)稱直流輸入電壓一致。如12V逆變器必須選擇12V蓄電池。
2)逆變器輸出功率必須大于用電器的最大功率;
尤其是一些啟動能量需求較大的設(shè)備,如電機(jī)、空調(diào)等,需要額外留有功率裕量。
3)正負(fù)極必須接線正確
逆變器接入的直流電壓標(biāo)有正負(fù)極。一般情況下紅色為正極(+),黑色為負(fù)極(—),蓄電池上也同樣標(biāo)有正負(fù)極,紅色為正極(+),黑色為負(fù)極(—),連接時必須正接正(紅接紅),負(fù)接負(fù)(黑接黑)。連接線線徑必須足夠粗,并且應(yīng)盡可能減少連接線的長度。
4)充電過程與逆變過程不能同時進(jìn)行,以避免損壞設(shè)備,造成故障。
5)逆變器外殼應(yīng)正確接地,以避免因漏電造成人身傷害。
6)為避免電擊傷害,嚴(yán)禁非專業(yè)人員拆卸、維修、改裝逆變器。
最簡單的逆變器電路最簡單的逆變器電路:
下圖是一個簡單逆變器的電路圖.其特點是共集電極電路,可將三極管的集電極直接安裝在機(jī)殼上,便于散熱.不易損壞三極管.,我的簡單逆變器用了十多年了,沒出現(xiàn)過一次燒管的事.現(xiàn)給大家介紹一下制作方法.
變壓器的制作:
可根據(jù)自己的需要選用一個機(jī)床用的控制變壓器.我用的是100W的控制變壓器.將變壓器鐵芯拆開,再將次級線圈拆下來.并記錄下每伏圈數(shù).然后重新繞次級線圈.用1.35mm的漆包線,先繞一個22V的線圈,在中間抽頭,這就是主線圈.再用0.47的漆包線線繞兩個4V的線圈為反饋線圈,線圈的層間用較厚的牛皮紙絕緣.線圈繞好后插上鐵芯.將兩個4V次級分別和主線圈連在一起,注意頭尾的別接反了.可通電測電壓.如果4V線圈和主線圈連接后電壓增加說明連接正確,反之就是錯的.
可換一下接頭.這樣變壓器就做好了. 電阻的選擇.兩個與4V線圈串聯(lián)的電阻可用電阻絲制作.可根據(jù)輸出功率大小選擇電阻的大小,一般的幾個歐姆.輸出功率大時,電阻越小,偏流電阻用1W的300歐姆的電阻.不接這個電阻也能工作.但由
于管子的參數(shù)不一致有時不起振,最好接一個. 三極管的選擇:每邊用三只3DD15并聯(lián).共用六只管子.電路連接好后檢查無錯誤,就可以通電調(diào)整了. 接上蓄電池,找一個100W的白熾燈做負(fù)載.打開開關(guān),燈泡應(yīng)該能正常發(fā)光.如果不能正常發(fā)光,可減小基極的電阻.直到能正常發(fā)光為止.再接上彩電看能否正常啟動.不能正常啟動也是減小基極的電阻.
調(diào)整完畢后就可以正常使用了. 我的逆變器和充電器做在了一個機(jī)殼內(nèi),輸出并聯(lián)在了家里的交流電源上.并安裝上了繼電器,停電時可自動切換為逆變器供電,并切斷外電路,來電時自動接上交流電切斷逆變器供電并轉(zhuǎn)入充電狀態(tài).如果沒有停電來電狀態(tài)指示燈的話,停電來電時無感覺.
以上就是網(wǎng)站小編空城舊憶據(jù)網(wǎng)絡(luò)最新關(guān)于“世界上最簡單的逆變器(最簡易逆變器制作方法)”報道資料整理發(fā)布相關(guān)事件細(xì)節(jié)!轉(zhuǎn)載請注明來
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