逆变器(20180813172224)-solarbe文库

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逆变器工作原理大致是一个低压直流转换为一个高压交流的过程首先直流电压分两路一给前级 IC 供电产生一个 KHZ 级的控制信号一路到前级功率管由控制信号推动功率管不断开关使高频变压器初级产生低压的高频交流电（此时的交流电虽然电压低，但是频率相当高，目的就是为了能让变压器后级产生一个高的电压，前级的频率和后级输出的电压成正比，当然也要在功率管所能承受的频率范围）通过高频变压器输出高频交流电再经过快速恢复二极管全桥整流输出一个高频的几百 V 直流电到后级功率管然后再由后级 IC 产生 50HZ 左右的控制信号来控制后级的功率管工作然后输出 220V50HZ 的交流电当然一个完整的逆变器还需要一些保护电路比如过载保护温度保护高低输入电压保护和滤波电路高频电路里的滤波也相当重要应为高频容易产生一些干扰和寄生耦合所以需要滤波电路来滤除这些因素的影响来增加电路的稳定性原理大致就是这样，水平有限，望理解，希望能帮到你交流逆变器的工作原理是什么交流逆变器原理 . 它首先是将交流电变为直流电 .然后用电子元件对直流电进行开关 .变为交流电 .一般功率较大的变频器用可控硅 .并设一个可调频率的装置 .使频率在一定范围内可调 .用来控制电机的转数 .使转数在一定的范围内可调 .变频器广泛用于交流电机的调速中 .变频调速技术是现代电力传动技术重要发展的方向，随着电力电子技术的发展，交流变频技术从理论到实际逐渐走向成熟。变频器不仅调速平滑，范围大，效率高，启动电流小，运行平稳，而且节能效果明显。因此，交流变频调速已逐渐取代了过去的传统滑差调速、变极调速、直流调速等调速系统，越来越广泛的应用于冶金、纺织、印染、烟机生产线及楼宇、供水等领域。一般分为整流电路、平波电路、控制电路、逆变电路等几大部分。1. 整流电路整流电路的功能是把交流电源转换成直流电源。整流电路一般都是单独的一块整流模块 . 2. 平波电路平波电路在整流器、整流后的直流电压中含有电源 6 倍频率脉动电压，此外逆变器产生的脉动电流也使直流电压变动，为了抑制电压波动采用电感和电容吸收脉动电压电流，一般通用变频器电源的直流部分对主电路而言有余量，故省去电感而采用简单电容滤波平波电路。3. 控制电路现在变频调速器基本系用 16 位、 32 位单片机或 DSP 为控制核心，从而实现全数字化控制。变频器是输出电压和频率可调的调速装置。提供控制信号的回路称为主控制电路，控制电路由以下电路构成频率、电压的 “ 运算电路 ” ，主电路的 “ 电压、电流检测电路 ” ，电动机的 “ 速度检测电路 ” 。运算电路的控制信号送至 “ 驱动电路 ” 以及逆变器和电动机的 “ 保护电路变频器采取的控制方式，即速度控制、转拒控制、 PID 或其它方式4 逆变电路逆变电路同整流电路相反，逆变电路是将直流电压变换为所要频率的交流电压，以所确定的时间使上桥、下桥的功率开关器件导通和关断。从而可以在输出端 U、 V 、 W 三相上得到相位互差 120° 电角度的三相交流电压。直流电转成交流电的工作原理有三种方法1、用直流电源带动直流电动机 ----机械传动到交流发电机发出交流电；这是一种最古老的方法，但现在仍有人在用，特点是成本低，易维护。目前在大功率转换中还在使用。2、用振荡器（就是目前市场上的逆变器）；这是比较先进的方法，成本高，多用于小功率变换；3、机械振子变换器，其原理就是让直流电流断断续续，通过变压器后就能在变压器的次级输出交流电，这是一种比较老的方法，目前基本上已被淘汰12V 转交流 220V 逆变器工作原理今天我们来介绍一款逆变器见图 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，适合电子爱好者业余制作中采用。下面介绍该变压器的工作原理及制作过程。电路图 1 工作原理这里我们将详细介绍这个逆变器的工作原理。一、方波的产生这里采用 CD4069 构成方波信号发生器。电路中 R1是补偿电阻，用于改善由于电源压的变化而引起的震荡频率不稳。电路的震荡是通过电容 C1 充放电完成的。其振荡频率为f1/2.2RC 。图示电路的最大频率为 fmax1/2.2x103x2.2x10 662.6Hz ，最小频率为fmin1/2.2x4.3x103x2.2x10 648.0Hz 。由于元件的误差，实际值会略有差异。其它多余的发相器，输入端接地避免影响其它电路。图 2 二、场效应管驱动电路。由于方波信号发生器输出的振荡信号电压最大振幅为 05V ，为充分驱动电源开关电路，这里用 TR1 、 TR2将振荡信号电压放大至 012V 。如图 3所示。图 3 三、场效应管电源开关电路。场效应管是该装置的核心，在介绍该部分工作原理之前，先简单解释一下 MOS 场效应管的工作原理。MOS 场效应管也被称为 MOS FET，即 Metal Oxide Semiconductor Field Effect Transistor 金属氧化物半导体场效应管的缩写。它一般有耗尽型和增强型两种。本文使用的是增强型 MOS 场效应管，其内部结构见图 4。它可分为 NPN 型和 PNP 型。 NPN 型通常称为 N 沟道型， PNP 型通常称 P 沟道型。由图可看出，对于 N 沟道型的场效应管其源极和漏极接在 N 型半导体上，同样对于 P 沟道的场效应管其源极和漏极则接在 P 型半导体上。我们知道一般三极管是由输入的电流控制输出的电流。但对于场效应管，其输出电流是由输入的电压或称场电压控制，可以认为输入电流极小或没有输入电流，这使得该器件有很高的输入阻抗，同时这也是我们称之为场效应管的原因。图 4 为解释 MOS 场效应管的工作原理，我们先了解一下仅含一个 P N 结的二极管的工作过程。如图 5 所示，我们知道在二极管加上正向电压 P 端接正极， N 端接负极时，二极管导通，其 PN 结有电流通过。这是因在 P 型半导体端为正电压时， N 型半导体内的负电子被吸引而涌向加有正电压的 P 型半导体端，而 P 型半导体端内的正电子则朝 N 型半导体端运动，从而形成导通电流。同理，当二极管加上反向电压 P 端接负极， N 端接正极时，这时在 P 型半导体端为负电压，正电子被聚集在 P 型半导体端，负电子则聚集在 N 型半导体端，电子不移动，其 PN 结没有电流流过，二极管截止。图 5 对于场效应管图 6，在栅极没有电压时，有前面的分析可知，在源极与漏极之间不会有电流流过，此时场效应管处于截止状态图 6a 。当有一个正电压加在 N 沟道的 MOS 场效应管栅极上时，由于电场的作用，此时 N 型半导体的源极和漏极的负电子被吸引出来而涌向栅极，但由于氧化膜的阻挡，使得电子聚集在两个 N 沟道之间的 P 型半导体中见图 6b ，从而形成电流，使源极和漏极之间导通。我们也可以想象为两个 N 型半导体之间为一条沟，栅极电压的建立相当于为他们之间搭了一座桥梁，该桥梁的大小由栅压决定。图 8 给出了 P沟道场效应管的工作过程，其工作原理类似这里就不再重复。逆变器的分类主要分两类，一类是正弦波逆变器，另一类是方波逆变器。正弦波逆变器输出的是同我们日常使用的电网一样甚至更好的正弦波交流电，因为它不存在电网中的电磁污染。方波逆变器输出的则是质量较差的方波交流电，其正向最大值到负向最大值几乎在同时产生，这样，对负载和逆变器本身造成剧烈的不稳定影响。同时，其负载能力差，仅为额定负载的40-60 ，不能带感性负载详细解释见下条。如所带的负载过大，方波电流中包含的三次谐波成分将使流入负载中的容性电流增大，严重时会损坏负载的电源滤波电容。针对上述缺点，近年来出现了准正弦波或称改良正弦波、修正正弦波、模拟正弦波等等逆变器，其输出波形从正向最大值到负向最大值之间有一个时间间隔，使用效果有所改善，但准正弦波的波形仍然是由折线组成，属于方波范畴，连续性不好。总括来说，正弦波逆变器提供高质量的交流电，能够带动任何种类的负载，但技术要求和成本均高。准正弦波逆变器可以满足我们大部分的用电需求，效率高，噪音小，售价适中，因而成为市场中的主流产品。方波逆变器的制作采用简易的多谐振荡器，其技术属于 50 年代的水平，将逐渐退出市场。逆变器根据发电源的不同，分为煤电逆变器，太阳能逆变器，风能逆变器，核能逆变器。根据用途不同，分为独立控制逆变器，并网逆变器。逆变器的效率问题如同上文所述，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。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 。目前世界上太阳能逆变器，欧美效率较高，欧洲标准是 97.2 ，但价格较为昂贵，国内市场只有江苏艾索新能源股份有限公司销售部李先生最近接受采访时候自称旗下的 TL 系列太阳能光伏逆变器单项机最大效率可达到 97.6 ，国内其他的逆变器效率都在 90 以下，但价格比进口要便宜很多 .除了效率以为，选择逆变器的波形也非常重要。如何选购车载逆变器逆变器是车上常用的设备，有了它，可以将电瓶出来的直流电转换成 220V 交流电。这样我们就能在车上使用一些常用的电器。如手机充电器，笔记本电脑，小冰箱等。做为越野车来说，逆变器更是必不可少的了。作为一种在车上使用的电器，车载逆变器的安全性显得十分重要，因为产品的设计与使用合理与否，不仅关系着用电电器、整车线路的安全，从更高的角度上来说，还关系着车辆驾驶的行车安全和人身安全。下面我就从车载逆变器的设计与使用两个方面来谈谈安全性的问题。一、设计上要考虑的安全性问题1、必须选择金属外壳产品车载逆变器由于功率较大，发热亦大，如果内部热量不能及时散出，轻则影响元器件寿命，重则有产生火灾的危险。金属外壳，一方面具有良好的散热特性，另一方面也不会燃烧。塑胶外壳的产品，最好不要选用。市面上有些产品为了节约成本， 150W 甚至 175W 的产品都使用塑胶外壳，这样的产品，即使加了风扇帮助散热，也不推荐选用，因为风扇一是增加了使用中的噪音，影响使用舒适度，二是工作寿命一般都比较短，这样就降低了整机的可靠性，万一哪天停转了，后果可就严重了。2、为行车安全，一定要选用分体式产品，不要选用一体化产品一体式的缺点有四个，第一、由于汽车点烟器插座不是很深，一体式的逆变器重量集中在后部，汽车行驶过程中的颠簸容易将逆变器抖落掉或引起插头接触不良。第二、一体化逆变器插在点烟器插座上，后部露出较长，插上用电电器，露出会更长，会影响右手的换档操作，这可是跟行车安全息息相关的，千万注意了。第三、由于直接插在点烟器插座上，一体式逆变器后排无法使用，只有用插线板延长。第四、一体式外壳都是塑胶，大家都知道塑胶不耐高温，因此一体式逆变器跟点烟器插座接触的部分如果通过大电流会产生高温，因而导致一体式逆变器头部变形或熔化，严重还会引起火灾。基于以上原因，无论从使用安全还是从使用方便性上来看，都不能选用一体式的逆变器，而应当选用金属外壳分体式的逆变器3、 150W 功率以上逆变器必须配电瓶夹子线汽车点烟器保险丝一般为 15A ，只适合使用额定功率在 150W 以下的电器。超过 150W 就必须使用电瓶夹子线直接从电瓶取电，否则会烧坏汽车配线及保险丝。4、要选用输出波形是正弦波或模拟正弦波的产品纯方波输出的产品输出波形上升沿和下降沿十分陡峭，其正向最大值到负向最大值几乎在同时产生，这样，对负载和逆变器本身造成剧烈的不稳定影响。同时，其带负载能力差，不能带感性负载。如所带的负载过大，方波电流中包含的三次谐波成分将使流入负载中的容性电流增大，严重时会损坏负载的电源滤波电容5、要具有过温报警和过温保护功能带大功率电器时，逆变器会产生大量热量，如果温度过高，一是影响逆变器的正常使用寿命，二是有发生火灾的危险。三是如果在不知道的情况下摸到，还会烫伤手。具备过温保护功能的逆变器，能在温度上升到 70 度左右发出蜂鸣声报警并自动停止工作，切断输出，从而保护了逆变器自身的安全及车内人员的安全。6、输入必须具有欠压保护很多时候逆变器都是在停车状态下使用，具有输入欠压保护功能，在电瓶电压低到一定程度时，会发出蜂鸣声报警，提醒用户应该关闭电器了，低到一定程度还会自动停止工作，这样就可以防止电瓶过度放电，造成打不着车的尴尬。7、保护逆变器自身安全的输入过压保护、输出过载保护、输出短路保护也必不可少。二、使用中要注意的安全性问题1、最好固定使用，切记不要放在中控台上使用逆变器一般都比较重，如果放在中控台上使用，急刹车时很容易飞起来砸伤人或砸碎挡风玻璃哦，千万注意。2、不要在停车状态下使用逆变器时忽然点火汽车点火时会产生一个很高的冲击电压，容易击穿逆变器的 MOSFET 器件而造成逆变器的损坏。正确做法是先关闭逆变器再点火。等汽车点着火以后再继续使用逆变器。3、不要用手直接去触摸输出端虽然功率很小，也会触电的，呵呵。4、使用大功率逆变器时， 150W 以上电器，逆变器必须使用电瓶夹子线直接从电瓶取电汽车点烟器保险丝一般为 15A ，只适合使用额定功率在 150W 以下的电器。超过 150W就必须使用电瓶夹子线直接从电瓶取电，否则会烧坏汽车配线及保险丝。5、正常使用情况下逆变器输入保险丝烧坏，最好不要自己更换逆变器 99 的情况下输入保险丝烧坏都是因为输入 MOSFET 击穿，如果更换保险丝继续使用，很容易烧坏汽车上的保险丝。正确的做法是与销售商或厂家售后服务联系。