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逆變器場效應管工作原理、作用、參數等詳解-漲知識必讀

信息來源:本站 日期:2017-10-30 

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逆變器場效應管

主要用處逆變器是把直流電能(電池、蓄電瓶)轉變成交流電(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、家庭影院、電動砂輪、電開工具、縫紉機、DVD、VCD、電腦、電視、洗衣機、抽油煙機、冰箱,錄像機、按摩器、風扇、照明等 。


逆變器原理

逆變器就是一種將低壓(12或24伏或48伏)直流電轉變為220伏交流電的電子設備。由于我們通常是將220伏交流電整流變成直流電來運用,而逆變器的作用與此相反,因而而得名。我們處在一個“挪動”的時期,挪動辦公,挪動通訊,挪動休閑和文娛。在挪動的狀態中,人們不但需求由電池或電瓶供應的低壓直流電,同時更需求我們在日常環境中不可或缺的220伏交流電,逆變器就能夠滿足我們的這種需求。


逆變器的主要參數指標

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:0.99

5.額定轉換效率:94%

6.隔離方式:無變壓器,非隔離方式

7.保護功能:過壓、欠壓、過流、短路、過熱保護


詳解逆變器電路工作原理

這里引見的逆變器(見圖1)主要由MOS場效應管,普通電源變壓器構成。其輸出功率取決于MOS場效應管和電源變壓器的功率,免除了煩瑣的變壓器繞制,合適電子喜好者業余制造中采用。下面引見該逆變器的工作原理及制造過程。

逆變器場效應管



逆變器場效應管

這里采用六反相器CD4069構成方波信號發作器。電路中R1是補償電阻,用于改善由于電源電壓的變化而惹起的振蕩頻率不穩。電路的振蕩是經過電容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,實踐值會略有差別。其它多余的反相器,輸入端接地防止影響其它電路。

逆變器場效應管

由于方波信號發作器輸出的振蕩信號電壓最大振幅為0~5V,為充沛驅動電源開關電路,這里用TR1、TR2將振蕩信號電壓放大至0~12V.如圖所示。


MOS場效應管電源開關電路

下面簡述一下用C-MOS場效應管(加強型MOS場效應管)組成的應用電路的工作過程(見圖4)。電路將一個加強型P溝道MOS場效應管和一個加強型N溝道MOS場效應管組合在一同運用。當輸入端為低電平常,P溝道MOS場效應管導通,輸出端與電源正極接通。當輸入端為高電平常,N溝道MOS場效應管導通,輸出端與電源地接通。在該電路中,P溝道MOS場效應管和N溝道MOS場效應管總是在相反的狀態下工作,其相位輸入端和輸出端相反。經過這種工作方式我們能夠取得較大的電流輸出。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場效應管既被關斷。不同場效應管其關斷電壓略有不同。也正由于如此,使得該電路不會由于兩管同時導通而形成電源短路。

逆變器場效應管

點擊放大圖片由以上剖析我們能夠畫出原理圖中MOS場效應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的交變信號經過變壓器的低壓繞組時,會在變壓器的高壓側感應出高壓交流電壓,完成直流到交流的轉換。這里需求留意的是,在某些狀況下,如振蕩局部中止工作時,變壓器的低壓側有時會有很大的電流經過,所以該電路的保險絲不能省略或短接。

逆變器場效應管


制造要點

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為12V、電流為10A、初級電壓為220V的廢品電源變壓器。P溝道MOS場效應管(2SJ471)最大漏極電流為30A,在場效應管導通時,漏-源極間電阻為25毫歐。此時假如經過10A電流時會有2.5W的功率耗費。N溝道MOS場效應管(2SK2956)最大漏極電流為50A,場效應管導通時,漏-源極間電阻為7毫歐,此時假如經過10A電流時耗費的功率為0.7W.由此我們也可知在同樣的工作電流狀況下,2SJ471的發熱量約為2SK2956的4倍。所以在思索散熱器時應留意這點。圖8展現本文引見的逆變器場效應管在散熱器(100mm×100mm×17mm)上的位置散布和接法。雖然場效應管工作于開關狀態時發熱量不會很大,出于安全思考這里選用的散熱器稍偏大。

逆變器場效應管

逆變器電路板

逆變器場效應管


逆變器場效應管

逆變器場效應管



逆變器的性能測試

測試電路見圖9.這里測試用的輸入電源采用內阻低、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。測試用負載為普通的電燈泡。測試的辦法是經過改動負載大小,并丈量此時的輸入電流、電壓以及輸出電壓。輸出電壓隨負荷的增大而降落,燈泡的耗費功率隨電壓變化而改動。我們也能夠經過計算找出輸出電壓和功率的關系。但實踐上由于電燈泡的電阻會隨受加在兩端電壓變化而改動,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預算。

逆變器場效應管

以負載為60W的電燈泡為例:假定燈泡的電阻不隨電壓變化而改動。由于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系。經過測試,我們發現當輸出功率約為100W時,輸入電流為10A.此時輸出電壓為200V。


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