大家好,[大笑]衆所周知,從交流變成直流叫“整流”,那麼從直流變成交流則叫“逆變”,而這種電器,則叫逆變器。
常見的逆變器有很多種,現以我本人的意見把它分為以下幾類:一是按電路形式,可以分為有工頻變壓器的“工頻逆變器”,和是無工頻變壓器的高頻逆變器。二是按輸出波形區分,有方波/準正弦波的,有梯形波的,也有純正弦波的。當然了,工頻逆變器有正弦波的,也有方波的,也有梯形波;同樣,高頻逆變器也可以做出來這三種波形。
工頻逆變器的優點與不足:工頻逆變器的穩定性高,抗沖擊能力/過載能力強,電磁幹擾小,一般用于醫療、軍事等專業場合。美中不足是空載功耗較大,輕載效率略低,體積大且笨重,成本略高。當然了,銅鐵也能保值。
高頻逆變器則剛好相反:它的空載功耗較小,電池可以低壓也能出大功率,體積小重量輕,可以很小體積也能出很大功率 。但是它的穩定性比較差,故障率較高,且電磁幹擾嚴重,抗沖擊能力很弱,一般用于低成本且對電源要求不高的民用級場合。
再來說說波形的問題。市電是正弦波,它的正負極是以正弦的規律變化的,所以才叫正弦交流電。自然,它的變化過程是很“優美、柔和”的。更重要一點是,它的正負變化是連續的,大小是慢慢變化的。而方波逆變器,它的正負變化,是呈通/斷變化的,所以沒有正弦波的大小變化的特性。梯形波是用許多個不同電壓的方波疊加,可以認為是比較粗略的正弦形式,但是電路比較複雜,實用的不多見。特别是我們現在的正弦波逆變器,大多采用的SPWM技術,本質上就是多個方波疊加起來,用電感和電容過濾平滑後,形成的完美的正弦波。
對于初學者而言,做高頻式逆變器的意義不大,且難度極高,原因有如下一些:1是DC-DC的難度本身就非常大,我近30年的電子愛好者,就沒見過哪本著作把推挽電路講透徹了的,推挽電路極易産生不平衡性和尖峰,動不動炸管的事層出不窮。而工頻式正弦逆變器直接跳過了這個環節,元件減少,可靠性增加。2是高壓H橋非常難調試,母線高壓有280-350V的高壓電,制作者本身就怕被電到,除了一裝就成的電路,可能碰幾下就被電幾回。或者裝好後,有小問題沒發現或注意,一通電就炸管了,根本找不到問題的根源,甚至沒有反應過來就見到一陣妖煙。3是在中小功率的條件下,二者的成本相差并不是大,相反,算上制作調試時間,工頻更省事。況且很多電器是啟動功率大,正常工作功率小,如果是高頻逆變器則要做的非常大功率才行。而工頻的,可以做到額定功率并不大,但能把3-5秒的功率做到很大,來啟動冰箱等不好啟動的電器。甚至做好熱保護,可以超載100%-300%工作0.1-5分鐘,因為場效應管的電流都非常大,過載能力本身就足夠。[靈光一閃]
綜上所述,我們自己動手做一台工頻式的純正弦波逆變器,在惡劣天氣或其他意外停電後,供風扇、冰箱,電視,筆記本等中小功率的生活必備電器使用,順便學習一下相關的知識,還是非常不錯且實用的一項業務文體活動。[得意]
正弦波逆變器,無論是高頻還是工頻,輸出電路用推挽拓撲幾乎是做不成的,因為推挽電路是交替工作,在停止的時候,電感沒有續流回路(想想通斷一下繼電器線圈就能把人電一下,但加個續流二極管就沒事了,就明白了)會産生尖峰,開關管會非常熱,嚴重影響效率且功率大了或工作電壓高了會直接擊穿開關管。所以,正弦波逆變器的輸出都是橋式的。半橋式的需要正負電源供電,用的不多,我們一般都是用全橋式的,俗稱H橋。
很多朋友對純正弦波逆變器是既愛又恨[我想靜靜],愛的是它的優良性能和戰勝困難後的喜悅,[酷拽]恨的是它真的很複雜[震驚]。而且想要各種功能都做到位,就需要更多的運用經驗和電路知識。好在現在單片機的性能非常優秀,過去很多的複雜電路,可以用軟件生成,再配以相關的模拟電路,可以用非常少的元件,來做出來控制闆,配上升壓工頻變壓器,并上個安規電容,裝上機殼,就是一台優質的電源了[靈光一閃]。下面,我們先從整機的方框圖來說起。
整機方框圖
Q1/Q2、Q3/Q4組成的逆變橋,它由驅動芯片IR2110等驅動(因為上臂Q1,Q3沒有共地,所以必須有驅動芯片)驅動波形由主芯片決定,然後由它們産生的大電流信号,去推動變壓器T1的右邊繞組,并在左邊繞組上産生220V50HZ的正弦波交流電,經C1進一步濾波後,一路輸出給家電,另一路反饋給主芯片來穩壓。因為電池的電壓是變化的,不穩壓的話輸出電壓變化很大。而且變壓器有電阻,不同功率的變壓器不一樣,還有就是匝比,也會影響到輸出電壓的大小。有了反饋後,隻要變壓器的參數在一個非常大的允許範圍内,都可以輸出穩定的220V電壓。
好了,我們先說到這裡,下期再來講詳細的原理圖。看個這個方框圖,是不是覺得非常簡單……歡迎各位提問互動,說的不對的地方也請在評論區批評指正[來看我]
,更多精彩资讯请关注tft每日頭條,我们将持续为您更新最新资讯!