逆变器原理电路分析12V直流变成220V交流电

逆变器

逆变器原理电路解析，将12V直流变成220V交流电。逆变器是把直流电能（电池、蓄电瓶）转变成定频定压或调频调压交流电（一般为220V,50Hz正弦波）的转换器。它由逆变桥、控制逻辑和滤波电路组成。

将220V交流电转变为24V、36V、48V都比较简单，只需要使用变压器的原理。电磁互感，就可以获得不同的电压。

设闭合电路是一个n匝线圈，且穿过每匝线圈的磁通量变化率都相同，这时相当于n个单匝线圈串联而成，因此感应电动势变为

根据公式可知，E就是电动势，也就是电压。因为不变，只要铁块两端的线圈数量n不一样就可以达到变压的效果。

将交流电转变为直流电只要加上二极管就可以达到需要的效果，二极管是一种具有两个电极的装置，只允许电流由单一方向流过，许多的使用是应用其整流的功能。然后再利用变压器原理就可以将220V交流电转变成12V直流电，以及我们手机充电器的5V直流输出电压。

那么如何将12V直流转换成220V交流电呢？

首先我们来了解一下逆变器，什么是逆变器？逆变器是把直流电能（电池、蓄电瓶）转变成交流电（一般为220V,50Hz正弦波）。它由逆变桥、控制逻辑和滤波电路组成。是一种DC to AC的变压器，它其实与转化器是一种电压逆变的过程。转换器是将电网的交流电压转变为稳定的12V直流输出，而逆变器是将Adapter输出的12V直流电压转变为高频的高压交流电。然后我们看一下整个过程的电路图：

12V直流→高频升压→220V直流→全桥整流→220V直流→逆变桥逆变→220V交流

高频升压逆变控制电路：

（1）脚第一组放大器的同相输入端，检测输出电流，与3个0.33R 电阻分压，当电流过大时，分压电阻上的电压超过（2）脚基准电压，（3）脚放大器输出端输出高电平，（3）脚为高电平时，电路进入保护状态。（2）脚为比较器的反相输入端，接（14）脚基准，作比较器的参考电压，外部输入端的控制信号可输入至脚（4）的截止时间控制端（也叫死区时间控制），与脚（1）、（2）、（15）、（16）误差放大器的输入端，其输入端点的抵补电压为120mV，其可限制输出截止时间至最小值，大约为最初锯齿波周期时间的4%。

当13脚的输出模控制端接地时，可获得96%最大工作周期，而当(13)脚接制参考电压时，可获得48%最大工作周期。如果我们在第4脚截止时间控制输入端设定一个固定电压，其范围由0V至3.3V之间，则附加的截止时间一定出现在输出上。  （5）、（6）脚是一个固定频率的脉冲宽度调制电路，内置了线性锯齿波振荡器，振荡频率可通过外部的一个电阻和一个电容进行调节，其振荡频率如下：

输出脉冲的宽度是通过电容CT上的正极性锯齿波电压与另外两个控制信号进行比较来实现。功率输出管Q1和Q2受控于或非门。当双稳触发器的时钟信号为低电平时才会被选通，即只有在锯齿波电压大于控制信号期间才会被选通。当控制信号增大，输出脉冲的宽度将减小。（7）脚接地端，（8）、（11）脚是Q1和Q2内部开关管的集电极，在此电路中接电源，(9)、(10)脚为Q1、Q2的发射极，作开关管驱动输出端，接下图中Q1与Q2外部放大电路。

以驱动后极推挽电路。（12）脚电源端，(13）脚为输出控制端，接(14)脚基准电压时两路输出脉冲相差180方位，每路输出量大约200MA的驱动推挽或半桥式电路。(15)、脚第二组放大器的反相输入端，接基准电压， （16)脚同相输入端，检测电源电压。当电压过高超过（15)脚参考电压时，（3）脚输出高电平，电路进入保护状态。

高频升压逆变电路及整流：

这是一个推挽式拓扑逆变电路，当E1驱动脉冲驱动时，Q1导通，使VT3、VT6导通，VT7、VT8截止，此时电路进行正半周波形放大，变压器升压到次级，通过高频整流管整流，当E2脉冲驱动时，Q2导通，驱动VT7、VT8导通。VT3、VT6截止，进得负半周波形放大。经升压变压器升压后，高频整流。

（此VT3\6\7\8以推挽方式存在于电路中，各负责正负半周的波形放大任务，电路工作时，两只对称的功率开关管每次只有一对导通，所以导通损耗小效率高。推挽输出既可以向负载灌电流.）

逆变桥逆变：

最后由TL494CN芯片的5脚外接点容C3和6脚外接电阻R15决定脉宽频率为F=1.1÷(0.1×220)KHZ=50HZ控制Q10、Q11、Q13、Q14工作在50HZ的频率下，将220V直流电逆变为220V/50HZ的交流电，上图将完成这部分功能。TL494正向时，IC2控制Q3为饱和导通状态，Q4为截止状态，由于Q3为饱和导通状态，则Q10为饱和导通状态。由于Q4处于截止状态，Q11因栅极无正偏压而处于截止状态，同时Q14因栅极无正偏压而处于截止状态， Q13为饱和导通状态。

此时220V直流电经VT6沿XAC插座到负载再经VT10接地，形成正半周期电流；反向时，IC2控制Q3为截止状态，Q4为饱和导通状态，由于Q3为截止状态，则Q10、Q13因栅极无正偏压而处于截止状态，由于Q4为饱和导通状态，Q11处于饱和导通状态，同时Q14处于饱和导通状态，Q11因栅极无正偏压而处于截止状态。此时220V直流电经VT9沿XAC插座到负载再经VT7接地，形成负半周期电流；这样接将220V直流电成功转变为220V/50HZ交流电输出供负载使用。

电路中的保护电路：

电路中采用双运放比较放大器LM358来控制输出过流保护，输出电压过低保护电路，TL431在此设制2.5V基准电压，给比较器同相输入端作参考电压，第一组运放的同相输入端接输出电流检测，反相输入端接参考电压，当电流过大，比较器输入电压升高，当超过2.5V时，输出端输出高电平，送入IC1的3脚，IC关闭输出。第二组运放同相输入端接参考电压，反相输入端接输出电压，当电压过低，检测分压后电压低于2.5V时，输出端输出高电平，Q1导通，蜂鸣器报警。

逆变器的工作效率

逆变器在工作时其本身也要消耗一部分电力，因此，它的输入功率要大于它的输出功率。逆变器的效率即是逆变器输出功率与输入功率之比，即逆变器效率为输出功率比上输入功率。如一台逆变器输入了100瓦的直流电，输出了90瓦的交流电，那么，它的效率就是90%。

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