逆变器也叫换流器和逆变器，是一种能将直流电转换成交流电的装置。由逆变桥、逻辑控制和滤波电路组成，包括输入接口、电压启动电路、MOS开关管、PWM控制器、DC转换电路、反馈电路、LC振荡和输出电路、负载等。可分为半桥逆变器和全桥逆变器。目前已广泛应用于空调、家庭影院、电脑、电视、油烟机、风扇、照明、录像机等设备中。
逆变变压器原理
它的工作原理流程是，控制电路控制整个系统的运行，逆变电路完成将直流电转换成交流电的功能，滤波电路用来滤除不必要的信号。这是变频器的工作过程。逆变电路的工作也可以细化为：首先，振荡电路将DC转换成交流电；其次，线圈升压器将不规则交流电变为方波交流电；最后，整流使交流电通过方波变成正弦波交流电。
详细讲解逆变电路的工作原理。
这里介绍的逆变器(见图1)主要由MOS场效应管和普通功率变压器组成。其输出功率依赖于MOS场效应晶体管和电源变压器的功率，省去了变压器复杂的绕组，适合电子爱好者业余制作。下面介绍变频器的工作原理和制造工艺。
2.工作原理
这里我们将详细介绍这款逆变器的工作原理。
2.1.方波信号发生器(见图2)
这里，六个反相器用于形成方波信号发生器。电路中的R1是一个补偿电阻，用来改善电源电压变化引起的振荡频率不稳定。电路的振荡是通过对电容C1充放电来完成的。
其振荡频率为f=1/2.2RC。所示电路的最大频率为fmax=1/2.2倍；3.3倍；103次；2.2倍；10-6=62.6hz；最小频率fmin=1/2.24.31032.210-6=48.0Hz。由于元器件的误差，实际值会略有不同。对于其他冗余逆变器，输入端子接地以避免影响其他电路。
由于方波信号发生器输出的振荡信号电压最大幅度为0~5V，为了充分驱动功率开关电路，使用TR1、TR2将振荡信号电压放大到0~12V，如图3所示。
2.3MOS FET电源开关电路
由C-MOS FET(增强型MOS FET)构成的应用电路的工作过程简述如下(见图4)。该电路结合了增强型P沟道MOS FET和增强型N沟道MOS FET。当输入端为低电平时，P沟道MOS FET导通，输出端随电源正极导通。当输入端为高电平时，N沟道MOS FET导通，输出端与电源地相连。在这个电路中，P沟道MOS FET和N沟道MOS FET总是工作在相反的状态，它们的相位输入和输出是相反的。通过这种方式，我们可以获得更大的电流输出。同时由于漏电流的影响，栅极电压还没有达到0 V，通常当栅极电压小于1至2V时，MOS FET截止。不同场效应晶体管的关断电压略有不同。正因为如此，电路不会因为两个灯管同时导通而短路。
通过以上分析，我们可以在原理图中画出MOS FET电路的工作过程(见图5)。工作原理和上面说的一样。当这种低电压、大电流、频率为50Hz的交流信号通过变压器的低压绕组时，会在变压器的高压侧感应出高压交流电压，完成DC到交流的转换。这里需要注意的是，在某些情况下，比如振荡部分停止工作时，有时会有较大的电流通过变压器的低压侧，所以这个电路的保险丝不能省略或短接。
3、生产要点
电路板参见图6。所用元件参见图7。逆变器用变压器采用成品电源变压器，次级12V，电流10A，初级电压220V。P沟道MOS FET (2SJ471)的最大漏极电流为30A，FET导通时漏极和源极之间的电阻为25毫欧。此时，如果通过10A的电流，将有2.5W的功耗。N沟道MOS场效应晶体管(2SK2956)的最大漏电流为50A。当场效应晶体管导通时，漏极和源极之间的电阻为7兆欧。此时，如果通过10A的电流，功耗为0.7W由此我们也可以知道，在相同的工作电流下，2SJ471的发热量大约是2SK2956的四倍。所以在考虑暖气片的时候要注意这一点。图8是本文介绍的散热器(100mm100mm17mm)上逆变场效应管的位置分布和连接。虽然FET工作在开关状态时热量输出不会很大，但出于安全考虑，这里选择的散热器略大。
逆变器电路板
4.逆变器性能测试
测试电路见图9。这里测试用的输入电源是12V汽车电池，内阻低，放电电流大(一般大于100A)，可以为电路提供充足的输入功率。测试负载是一个普通灯泡。测试方法是改变负载大小，测量此时的输入电流、电压和输出电压。输出电压随着负载的增加而降低，灯泡的功耗随着电压的变化而变化。我们也可以通过计算找出输出电压和功率之间的关系。但实际上由于灯泡的电阻会随着两端施加的电压而变化，输出的电压和电流都不是正弦波，所以这个计算只能算是一个估算。
以一个负载为60W的灯泡为例：假设灯泡的电阻不随电压的变化而变化。因为R灯=V2/W=2102/60=735，当电压为208V时，W=V2/R=2082/735=58.9W .因此，电压与功率的关系是可以换算的。通过测试，我们发现当输出功率约为100W时，输入电流为10A，输出电压为200V.
审计唐子红
