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製作一個24V直流電逆變為220V交流電的逆變電源

整流電路是把交流電變換成直流電, 而將直流電轉變成交流電的過程稱為逆變過程。

利用晶閘管把直流電逆變成交流電的電路, 就是晶閘管逆變電路。

有單向並聯晶閘管你變電路構成的可控逆變器如下圖所示。 該電路將蓄電池24V直流電你變為50Hz、220V的交流電, 最大輸出300W, 可作為家庭照明、電視機及音響設備的交流電源。

電路分為兩部分, 右邊為逆變電路, 左邊為觸發電路。

一、逆變電路

這種電路可以減小換向電容的數值, 從而減小電路損耗, 並且當負載為感性或電容性時也能正常工作。 電路工作過程如下:

當VT1導通, VT2截止時, 電池供電電流由電池正極--oa線圈--VD1--VT1--L--電池負極。

同時, 蓄電池通過ob線圈向電容C3充電, 充電電流路徑為電池正極--ob線圈--VD2--C3--T1--L--電池負極。

在VT1導通, oa線圈流過供電電流的同時, 由於自耦作用, 在ob中也產生一個感應電壓, 其大小為E, 極性為o端負, b端正。

此電壓與電池電壓相串聯給電容C3充電, 因此C3將被充到接近2E的數值, 極性為下正上負。 屆時, VT2承受2E的正向電壓。 當VT2的觸發脈衝到來時, VT2則立即導通, C3上的電壓使VT1因承受2E的反向電壓而關斷。 VT2導通後, 電池供電電流由電池正極--ob線圈--VD2--VT2--L--電池負極。 同時電池通過oa線圈對C3進行反充電, 充電電流的路徑為:電池正極--oa線圈--VD1--C3--VT2--L--電池負極。 同樣, C3將被充到接近2E的數值, 極性為上正下負。 為關斷VT2做好準備。 當VT1再次被觸發導通時, C3上的電壓經VT1給VT2施加一個2E的反向電壓, 迫使VT2關斷。 之後將重複上述過程。

由上述可以看出, 電容C3的充電、放電(反充電)電流均流過電感L。 由於電感對電流的變化有阻礙作用, 因此, 電路中增加電感L後, 有效的限制電容的充放電速度, 在保證晶閘管可靠關斷的情況下,

電容只可選擇的較小。

電路中, VD3, VD4為回饋二極體, 當負載為電感性質時尤為重要。 它的存在, 使晶閘管不會承受過高的反向電壓(反向電壓來自感應電壓)而損壞。 二極體VD1, VD2起阻止換向電容向變壓器T3初級放電的作用, 使換流時換向電容放電減慢, 保證晶閘管可靠關斷。

二、觸發電路

左邊部分是單結晶體管構成的觸發電路。 VT3組成的振盪電路, 其振盪週期為0.01S, 而VT4構成的振盪電路, 振盪週期為0.02S, 輸出電壓如下圖(a)、(b)所示。 開關K閉合後, 晶閘管VT1、VT2均承受正向電壓而處於待觸發狀態。 當t=0.01s時, VT3產生的觸發脈衝Ug3加在晶閘管VT2的控制極和陰極之間, 觸發VT2導通。 電流從蓄電池正極流出, 經逆變變壓器T3的ob線圈, VD2、VT2、電感L流回蓄電池的負極。

通過電磁感應, 逆變變壓器T3的次級繞組輸出一個正半周的電壓, 如下圖(c)所示。 在此期間, 因C3充電, 使VT1承受2E的正向電壓。 當t=0.02S時(即VT2導通後0.01s), 單結晶體管VT4產生的觸發脈衝Ug4加到晶閘管VT1的控制極和陰極之間, 觸發VT1導通, 電流由蓄電池正極流出, 經變壓器T3的oa線圈、VD1、VT1和電感L流回蓄電池的負極, 使變壓器T3的輸出電壓與VT2導通時輸出的電壓極性相反, 但幅值相同, 即輸出一個負半周的電壓, 如下圖(d)所示, 這樣VT1、VT2交替觸發導通, 使變壓器T3的次級繞組輸出一個全波電壓。 如下圖(e)所示, 若Ug3、Ug4的週期分別為0.01S和0.02S時, 輸出電壓的頻率為50Hz, 調整RV1、RV2的大小, 可改變Ug3、Ug4的週期, 從而可調整輸出電壓的頻率。

電路中Ug4的週期是Ug3的兩倍, 一方面可保證輸出電壓的正負半周對稱,

另一方面也可保證在K閉合後, 不會出現同時觸發VT1、VT2的現象, 因此Ug3比Ug4早0.01S出現, 但此時刻的Ug3對VT2無觸發作用, 可分兩種情況:若Ug3先於Ug4出現, 此時VT2仍處於導通狀態, 所以Ug3對VT2無觸發作用;若Ug3略滯後於Ug4, 由於Ug4觸發VT1導通後, 使VT2承受2E的負電壓, 所以Ug3對VT1也無觸發作用。 因此Ug3只有一半的脈衝起觸發作用。

該逆變器輸出的電壓為方波,如果需要輸出正弦波電壓,則需要在輸出端接一個低通濾波器。該怎麼接呢?

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