
逆變器有電工基礎(chǔ)的人都很容易理解,它是一種逆向工作的變壓器,簡單說就是把直流(DC)變交流(AC)的一種電氣設(shè)備。那逆變器到底是怎樣把直流電轉(zhuǎn)換成交流電的呢,下面我們就用Inverter逆變器工作原理圖和二極管逆變器電路圖以及PWM逆變器電路的工作原理來解釋一下逆變器的工作過程。
Inverter逆變器工作原理:
Adapter是將市電電網(wǎng)的交流電壓轉(zhuǎn)變?yōu)榉€(wěn)定的12V直流輸出,而Inverter是將Adapter輸出的12V直流電壓轉(zhuǎn)變?yōu)楦哳l的高壓交流電;兩個部分同樣都采用了目前用得比較多的脈寬調(diào)制(PWM)技術(shù)。其核心部分都是一個PWM集成控制器,Adapter用的是UC3842,Inverter則采用TL5001芯片。TL5001的工作電壓范圍3.6~40V,其內(nèi)部設(shè)有一個誤差放大器,一個調(diào)節(jié)器、振蕩器、有死區(qū)控制的PWM發(fā)生器、低壓保護回路及短路保護回路等。以下將對Inverter的工作原理進行簡要介紹:

Inverter工作原理框圖
輸入接口部分:
輸出部分有3個信號,12V直流輸入VIN、工作使能電壓ENB及Panel電流控制信號DIM。VIN由Adapter提供,ENB電壓由主板上的MCU提供,其值為0或3V,當ENB=0時,Inverter不工作,而ENB=3V時,Inverter處于正常工作狀態(tài);而DIM電壓由主板提供,其變化范圍在0~5V之間,將不同的DIM值反饋給PWM控制器反饋端,Inverter向負載提供的電流也將不同,DIM值越小,Inverter輸出的電流就越大。
電壓啟動回路:
B為高電平時,輸出高壓去點亮Panel的背光燈燈管。
PWM控制器:
下幾個功能組成:內(nèi)部參考電壓、誤差放大器、振蕩器和PWM、過壓保護、欠壓保護、短路保護、輸出晶體管。
直流變換:
OS開關(guān)管和儲能電感組成電壓變換電路,輸入的脈沖經(jīng)過推挽放大器放大后驅(qū)動MOS管做開關(guān)動作,使得直流電壓對電感進行充放電,這樣電感的另一端就能得到交流電壓。
LC振蕩及輸出回路:
保證燈管啟動需要的1600V電壓,并在燈管啟動以后將電壓降至800V
輸出電壓反饋:
當負載工作時,反饋采樣電壓,起到穩(wěn)定Inventer電壓輸出的作用
二極管逆變器工作原理:
在家電應(yīng)用中,最主要的就是高效率和節(jié)能,三相無刷直流電機正是因為具有效率高、尺寸小的優(yōu)點,被廣泛的應(yīng)用在家電設(shè)備及其他很多應(yīng)用中。除此之外,由于還將機械換向裝置替換成電子換向器,三相無刷電機進而被認為可靠性比原來更高了。

標準的三相功率級(power stage)被用來驅(qū)動一個三相無刷直流電機,如圖1所示。功率級產(chǎn)生一個電場,為了使電機很好地工作,這個電場必須保持與轉(zhuǎn)子磁場之間的角度接近 90°。六步序列控制產(chǎn)生6個定子磁場向量,這些向量必須在一個指定的轉(zhuǎn)子位置下改變。霍爾效應(yīng)傳感器掃描轉(zhuǎn)子的位置。為了向轉(zhuǎn)子提供6個步進電流,功率級利用6個可以按不同的特定序列切換的功率MOSFET。下面解釋一個常用的切換模式,可提供6個步進電流。
pMOET Q1、Q3和Q5高頻(HF)切換,Q2、Q4和Q6低頻(LF)切換。當一個低頻MOSFET處于開狀態(tài),而且一個高頻MOSFET 處于切換狀態(tài)時,就會產(chǎn)生一個功率級。
步驟1) 功率級同時給兩個相位供電,而對第三個相位未供電。假設(shè)供電相位為L1、L2,L3未供電。在這種情況下,MOSFET Q1和Q2處于導(dǎo)通狀態(tài),電流流經(jīng)Q1、L1、L2和Q4。
步驟2) MOSFET Q1關(guān)斷。因為電感不能突然中斷電流,它會產(chǎn)生額外電壓,直到體二極管D2被直接偏置,并允許續(xù)流電流流過。續(xù)流電流的路徑為D2、L1、L2和Q4。
步驟3) Q1打開,體二極管D2突然反偏置。Q1上總的電流為供電電流與二極管D2上的恢復(fù)電流之和。
顯示出其中的體-漏二極管。電流流入到體-漏二極管D2(見圖1),該二極管被正向偏置,少數(shù)載流子注入到二極管的區(qū)和P區(qū)。
當MOSFET Q1導(dǎo)通時,二極管D2被反向偏置, N區(qū)的少數(shù)載流子進入P+體區(qū),反之亦然。這種快速轉(zhuǎn)移導(dǎo)致大量的電流流經(jīng)二極管,從N-epi到P+區(qū),即從漏極到源極。電感L1對于流經(jīng)Q2和Q1的尖峰電流表現(xiàn)出高阻抗。Q1表現(xiàn)出額外的電流尖峰,增加了在導(dǎo)通期間的開關(guān)損耗。
為改善在這些特殊應(yīng)用中體二極管的性能,研發(fā)人員開發(fā)出具有快速體二極管恢復(fù)特性MOSFET。當二極管導(dǎo)通后被反向偏置,反向恢復(fù)峰值電流Irrm較小。
PWM逆變器電路的工作原理

電阻R2和電容C1套集成電路內(nèi)部振蕩器的頻率。預(yù)設(shè)R1可用于振蕩器的頻率進行微調(diào)。14腳和11腳IC內(nèi)部驅(qū)動晶體管的發(fā)射極終端。的驅(qū)動晶體管(引腳13和12)的集電極終端連接在一起,并連接到8 V軌(7808輸出)??稍贗C的引腳14和15兩個180度,淘汰50赫茲脈沖列車。
這些信號驅(qū)動器在隨后的晶體管階段。當14腳的信號為高電平,晶體管Q2接通,就這反過來又使晶體管Q4,Q5,Q6點從目前的+12 V電源(電池)連接流一個通過的上半部分(與標簽的標記)變壓器(T1)中,小學(xué)通過晶體管Q4,Q5和Q6匯到地面。