逆变器电路图(最简单12v转220v逆变器制作)

电子基础|变频器和变频器的工作原理

我们都知道变频器和逆变器在我们的现实生活中应用广泛，但是你知道它们的工作原理吗？

基本概念

AC：交流电

DC：直流电

逆变器：将直流电能(如电池、蓄电池)转换成交流电(如220伏、50赫兹正弦波)，频率可调。

转化关系：“直交”。

变频器：将输入交流电源转换成所需频率的交流电源。

转化关系：“交-直-交”或“交-交”。

一般“交-直-交”比较常见。先把AC转换成DC，再把DC转换成AC，也就是“整流逆变”。

我相信大家都知道“AC-DC”的原理，但很多人对“DC-AC”并不清楚。下面主要讲“DC-交流”，也就是逆变器的相关原理。

交流电是什么？

交流电是指方向随时周期性变化的电流，其一个周期内的运行平均值为零。

提示：

一般交流电(AC)波形为正弦波(如220V家用AC)，可以有效传输功率。但实际上还有其他波形在使用，比如三角形波、正方形波.

方波交流的产生原理。

在说正弦波产生之前，先来看看方波A.C是如何产生的。其实老逆变器是用来产生简单的方波作为输出的。

正方形波A.C输出方法：

如下，输入电源可以通过控制四个金属氧化物半导体晶体管的开关来改变两点A和B的电流方向。这个电路也叫全桥逆变器。

1.正向电流

打开S1和S4，关闭S2和S3。此时通过AB点的电流为正，如下图所示：

2.反向电流

与上面相反，S1和S4被关闭，S2和S3被打开。此时，流经AB点的电流反向，如下图所示：

脉宽调制——纯正弦波产生

上面介绍了方波的产生原理，然后描述了正弦波的产生。

方波-正弦波过程称为脉宽调制。

脉宽调制的逻辑非常简单，直流(DC)电压以不同宽度的脉冲形式产生。在需要较高幅度的区域，它将产生较大宽度的脉冲，如下图所示：

提高精度

如果在短时间间隔内平均这些脉冲会发生什么？

你会惊讶地发现，平均脉冲的形状看起来非常类似于正弦曲线。使用的脉冲越细，正弦曲线的形状越好，如下图所示：

如何做脉冲，如何做平均值

上一章描述了产生正弦波的方法和原理。现在的问题是如何产生这些脉冲，以及我们如何平均它们？

在实际逆变器中，它是由两个比较器实现的。比较器比较正弦波和三角波。一个比较器使用正常正弦波，另一个比较器使用反相正弦波。第一个比较器控制S1和S2开关，第二个比较器控制S3和S4，如下图所示：

S1和S2确定a点的电压，另外两个开关确定B点的电压.

您可以看到比较器输出的一个分支有一个逻辑“非”门。这将确保当S1打开时，S2将关闭，反之亦然。

这也意味着我们永远不能同时开启S1和S2(没有短路)。

PWM的开关逻辑很简单。当正弦波值大于三角波时，比较器产生信号1，否则产生信号0。

比较器输出

1.切换逻辑

现在按照逻辑，观察第一比较器的电压变化，MOS管上的控制信号为1，表示A点产生的电压脉冲.

应用相同的开关逻辑并观察b点产生的电压，因为我们测量a点和b点之间的输出电压，所以净电压将是a和b之间的差值。

三角波越细，脉冲序列越精确：

过滤、平均

为了使其成为真正的正弦波，需要使用电感、电容等储能元件来平滑电压和电流，称为无源滤波器。

电感器用于平滑电流，电容器用于平滑电压。总之，通过逆变桥，良好的PWM技术和无源滤波器，可以产生符合要求的正弦波电压。

扩展：多级逆变器

上述逆变器只有两级电压。如果我们引入另一个电压水平呢？

如上所示，使用电压电平可以更好地逼近正弦波，减少瞬时误差。

这种多电平逆变器技术用于高精度应用，如风力涡轮机和电动汽车。

本文的相关内容总结在此视频中：

文章到此结束。希望这篇文章对大家有所帮助。(文章的素材来源是learnengineering，是我整理出版的。)