逆变器场效应管

主要用处逆变器是把直流电能（电池、蓄电瓶）转变成交流电（普通为220v50HZ正弦或方波）。浅显的讲，逆变器是一种将直流电（DC）转化为交流电（AC）的安装。它由逆变桥、控制逻辑和滤波电路组成。普遍适用于空调、家庭影院、电动砂轮、电开工具、缝纫机、DVD、VCD、电脑、电视、洗衣机、抽油烟机、冰箱，录像机、按摩器、风扇、照明等 。

逆变器原理

逆变器就是一种将低压(12或24伏或48伏)直流电转变为220伏交流电的电子设备。由于我们通常是将220伏交流电整流变成直流电来运用，而逆变器的作用与此相反，因而而得名。我们处在一个“挪动”的时期，挪动办公，挪动通讯，挪动休闲和文娱。在挪动的状态中，人们不但需求由电池或电瓶供应的低压直流电，同时更需求我们在日常环境中不可或缺的220伏交流电，逆变器就能够满足我们的这种需求。

逆变器的主要参数指标

1.额定功率：3KW，过载能力为：150%

2.输入电压范围：DC300~600V

3.额定输出电压：AC220V/50Hz

4.额定功率因数：0.99

5.额定转换效率：94%

6.隔离方式：无变压器，非隔离方式

7.保护功能：过压、欠压、过流、短路、过热保护

详解逆变器电路工作原理

这里引见的逆变器（见图1）主要由MOS场效应管，普通电源变压器构成。其输出功率取决于MOS场效应管和电源变压器的功率，免除了烦琐的变压器绕制，合适电子喜好者业余制造中采用。下面引见该逆变器的工作原理及制造过程。

这里采用六反相器CD4069构成方波信号发作器。电路中R1是补偿电阻，用于改善由于电源电压的变化而惹起的振荡频率不稳。电路的振荡是经过电容C1充放电完成的。

其振荡频率为f=1/2.2RC.

图示电路的最大频率为：fmax=1/2.2×3.3×103×2.2×10-6=62.6Hz；

最小频率fmin=1/2.2×4.3×103×2.2×10-6=48.0Hz；

由于元件的误差，实践值会略有差别。其它多余的反相器，输入端接地防止影响其它电路。

由于方波信号发作器输出的振荡信号电压最大振幅为0~5V，为充沛驱动电源开关电路，这里用TR1、TR2将振荡信号电压放大至0~12V.如图所示。

MOS场效应管电源开关电路

下面简述一下用C-MOS场效应管（加强型MOS场效应管）组成的应用电路的工作过程（见图4）。电路将一个加强型P沟道MOS场效应管和一个加强型N沟道MOS场效应管组合在一同运用。当输入端为低电平常，P沟道MOS场效应管导通，输出端与电源正极接通。当输入端为高电平常，N沟道MOS场效应管导通，输出端与电源地接通。在该电路中，P沟道MOS场效应管和N沟道MOS场效应管总是在相反的状态下工作，其相位输入端和输出端相反。经过这种工作方式我们能够取得较大的电流输出。同时由于漏电流的影响，使得栅压在还没有到0V，通常在栅极电压小于1到2V时，MOS场效应管既被关断。不同场效应管其关断电压略有不同。也正由于如此，使得该电路不会由于两管同时导通而形成电源短路。

点击放大图片由以上剖析我们能够画出原理图中MOS场效应管电路局部的工作过程（见图5）。工作原理同前所述。这种低电压、大电流、频率为50Hz的交变信号经过变压器的低压绕组时，会在变压器的高压侧感应出高压交流电压，完成直流到交流的转换。这里需求留意的是，在某些状况下，如振荡局部中止工作时，变压器的低压侧有时会有很大的电流经过，所以该电路的保险丝不能省略或短接。

制造要点

电路板见图6。所用元器件可参考图7。逆变器用的变压器采用次级为12V、电流为10A、初级电压为220V的废品电源变压器。P沟道MOS场效应管（2SJ471）最大漏极电流为30A，在场效应管导通时，漏-源极间电阻为25毫欧。此时假如经过10A电流时会有2.5W的功率耗费。N沟道MOS场效应管（2SK2956）最大漏极电流为50A，场效应管导通时，漏-源极间电阻为7毫欧，此时假如经过10A电流时耗费的功率为0.7W.由此我们也可知在同样的工作电流状况下，2SJ471的发热量约为2SK2956的4倍。所以在思索散热器时应留意这点。图8展现本文引见的逆变器场效应管在散热器（100mm×100mm×17mm）上的位置散布和接法。虽然场效应管工作于开关状态时发热量不会很大，出于安全思考这里选用的散热器稍偏大。

逆变器电路板

逆变器的性能测试

测试电路见图9.这里测试用的输入电源采用内阻低、放电电流大（普通大于100A）的12V汽车电瓶，可为电路提供充足的输入功率。测试用负载为普通的电灯泡。测试的办法是经过改动负载大小，并丈量此时的输入电流、电压以及输出电压。输出电压随负荷的增大而降落，灯泡的耗费功率随电压变化而改动。我们也能够经过计算找出输出电压和功率的关系。但实践上由于电灯泡的电阻会随受加在两端电压变化而改动，并且输出电压、电流也不是正弦波，所以这种的计算只能看作是预算。

以负载为60W的电灯泡为例：假定灯泡的电阻不随电压变化而改动。由于R灯=V2/W=2102/60=735Ω，所以在电压为208V时，W=V2/R=2082/735=58.9W.由此可折算出电压和功率的关系。经过测试，我们发现当输出功率约为100W时，输入电流为10A.此时输出电压为200V。

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