直流變交流簡易電路圖大全(場效應電晶體/逆變電源/MOS場效應管...

2020-12-12 電子發燒友

直流變交流簡易電路圖(一)

該逆變器使用功率場效應電晶體作為逆變器裝置。用汽車電池供電。因此,在輸入電壓為12伏直流電。輸出電壓是100V的交流電。但是,輸入和輸出電壓不僅限於此。您可以使用任何電壓。他們依賴於變壓器使用。波形輸出為方波。根據經驗,這個電路約100W功率。電路必須按裝保險絲,因為過多的輸入電流流動時,振蕩器停止。

直流變交流簡易電路圖(二)

該電路實際上是一個數字式準正弦波DC/AC逆變器,具有以下特點:

(1)採用脈寬調製式開關電源電路,轉換效率高達90%以上,自身功耗小;

(2)輸出交流電壓220V,並且具有穩壓功能;

(3)輸出功率30QW,可以擴容至1000w以上;

(4)採用2kHz準正弦波形,無需工頻變壓器,體積小、重量輕。

車用電源轉換器電路由脈寬調製器、開關電路、升壓電路、取樣電路等幾部分組成。IC為脈寬調製型(PWM)開關電源集成電路CW3525A,其內部集成有基準電源、振蕩器、誤差放大器、脈寬比較器、觸發器、鎖存器等,輸出級電路為圖騰柱形式,具有200mA的驅動能力,圖2為CW3525A(CW2525A、CWl525A同)各引腳功能。IC內部振蕩器的工作頻率由其5、6腳外接定時電阻和定時電容決定,圖1電路中振蕩頻率約為4kHz,通過內部觸發器和門電路分配後,從其11腳與14腳輪流輸出驅動脈衝,控制功率場效應管VT1、VT2輪流導通。當VT1導通時(此時VT2截止),+12V電源通過變壓器T初級上半部分(2端→1端)經VT1到地。當VT2導通時(此時VTl截止),+12V電源通過變壓器T初級下半部分(2端→3端)經VT2到地。通過變壓器T的合成和升壓,在T的次級即可獲得220V的交流電壓,其頻率約為2kHz。由於變壓器線圈對高頻成分的阻礙,次級波形已不是方波,可稱之為準正弦波。採用較高頻率的準正弦波形,有利於提高效率和革除工頻變壓器,也能使大多數電器正常工作。

IC的5腳與7腳之間所接電阻用以調節死區時間,圖1電路中死區時間約為2μs。設置死區時間可以保證VT1與VT2不會出現同時導通的情況,提高了電路的安全性與可靠性。

整流全橋UR與C4、R1~R3等組成取樣反饋電路。輸出端的220V交流電壓經UR整流、C4濾波,R1、R2與R3分壓後,從1腳送入IC內部誤差放大器和比較器處理,進而自動控制11腳與14腳的輸出脈寬(即脈寬調製),達到穩定輸出電壓的目的。

IC選用集成開關電源脈寬調製器CW3525A(或SG3525A、X3525),工作環境溫度為0℃~70℃,通常可以滿足需要。若需要在寒冷地區使用,可選用CW2525A(-25℃~85℃)或CW1525A(-55℃~125℃)。VT1、VT2選用N溝道功率場效應管2SK851,或其他耐壓30V以上、電流30A以上的N溝道功率場效應管,製作時需安裝散熱片。VT1、VT2均工作於開關狀態,因此管子自身功耗並不很大。變壓器T需自行繞制,選用截面4cm2左右的高頻磁芯,初級用直徑1.5mm漆包線雙線並繞20圈,將A線的線尾與B線的線頭連接在一起作為中心抽頭2腳,A線的線頭作為引線1腳,B線的線尾作為引線3腳。次級用直徑0.8mm漆包線繞500圈。

12V直流電源輸入端採用汽車點菸器接口,這樣使用時很方便。可以選購一隻市售點菸器接口,其金屬心柱接正極連線,金屬外層接負極連線。也可將點菸器中的電熱絲去除,按上述方法接上連線。還可以自制接口,按照點菸器的大小取一圓柱狀塑料或有機玻璃,中間固定一小銅柱並連上正極引線,外圈固定上彈性銅片並連上負極引線即可。

220V輸出端採用市電插座,以方便使用。整機應裝入絕緣外殼,可利用市售多用電源接線板改制:除去其中部分插座的接觸件,以便放入整機機心,保留部分插座的接觸件,以作為220V電源輸出插座。機殼上應開有散熱孔隙。

調試時,用交流電壓表監測輸出端的交流電壓,調節R1阻值,使輸出電壓為220V,固定R1即可。使用時,將本電源轉換器的輸入插頭插入汽車點菸器插座,用電器插入電源轉換輸出插座即可。

如需輸出更大功率,可選用更大電流的功率場效應管。例如,選用電流達60A的功率場效應管,可使輸出功率提高為600W.也可採用兩管並聯的方法提高輸出功率,如圖所示,採用4隻2SK851,兩兩並聯,也可製成600W電源轉換器。如果圖6電路中的VT1~VT4都採用電流達60A的功率場效應管,則可使輸出功率達1000W以上。需要注意的是,在提高輸出功率時,必須相應地增加變壓器的磁芯截面和漆包線的線徑。另外,輸出功率提高後其輸入電流也增大,應考慮汽車點菸器至電瓶間的連接導線的允許載荷,可換成粗導線,或將本電源轉換器的輸入端導線直接接到汽車12V電瓶上。


直流變交流簡易電路圖(三)

12V直流升壓到220V交流的電路圖

電路圖中:25T310T20T250T是變壓器線圈的繞組匝數,VT1是大功率三極體,可使用電視機電源管,R1的電阻是15-50Ω/5w,R4的電阻470Ω3W。

直流變交流簡易電路圖(四)

最早期的直流電源比較簡單些,一般採用的是變壓器,把交流市電變為另一種需要的交流電後,再經過簡單的整流濾波電路,輸出直流電,這種直流電並不穩定,電壓會隨著負載的輕重變化或者輸入市電的高低而變化。

假定:當輸入的交流市電電壓升高時,其輸出的直流電電壓也會相應的升高,而輸入的交流市電降低時,輸出的直流電電壓也會相應的降低;再假定輸入的市電電壓不變,而輸出的負載加重時,輸出電壓則會下降,輸出的負載減輕時,輸出電壓又會上升。

因之,這種電源在實際使用中,其電壓,電流時常波動不穩,紋波係數太大,根本沒有穩壓的措施,原來的收音機,錄音機等簡單的家用電器中多採用此種電路。

下圖是一個12V的直流輸出電源,常用於收錄機等,T是一個次級繞組有中心抽頭的降壓式電源變壓器,其初級繞組a,b兩端接輸入的交流市電220V,次級繞組c到y之間的匝數等於d到y之間的匝數,故c到y之間的感應電壓等於d到y之間的感應電壓,輸出各為交流13V左右,採用全波整流電路,當c端為交流正半周時,D1導通,D2不導通,當d端為交流正半周時,D2導通,D1不導通,輸出的脈動電壓採用C型濾波後,在負載RL上得到了12V的直流電壓。

本電路也可以改為半波整流電路,變壓器重新設計,次級繞組設計為單組13V,採用一隻整流管,或者就將上圖中的D1或者D2取消,對應的繞組懸空不用,即成為了半波整流電路。也可以改為全橋式整流電路,在變壓器次級繞組的單組13V上,採用四隻整流管或者一隻整流橋堆,即成為全橋整流電路,參考前面整流電路部分的內容。

直流變交流簡易電路圖(五)

逆變電源把直流電逆變成交流電的電路稱為逆變電路。在特定場合下,同一套晶閘管變流電路既可作整流,又能作逆變。如下圖所示:

直流變交流簡易電路圖(六)

本文介紹了一款逆變器主要由MOS場效應管,普通電源變壓器構成。其輸出功率取決於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,適合電子愛好者業餘製作中採用。下面介紹該變壓器的工作原理及製作過程。

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