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12V DC - 220V交流变换器[测试电路]

在无法从市电获得交流电源的地方经常需要逆变器。用逆变电路将直流电源转换为交流电源。逆变器可分为真/纯正弦波逆变器和准逆变器或改进型逆变器。这些真/纯正弦波逆变器是昂贵的，而改进或准逆变器是便宜的。

这些改进的逆变器产生方波，这些不用于电力细腻电子设备．本文搭建了一个简单的以功率晶体管为开关器件的电压驱动逆变电路，将12V直流信号转换为单相220V交流信号。

电路原理

每个逆变电路背后的基本思想是使用给定的直流产生振荡，并通过放大电流将这些振荡应用到变压器的初级端。根据初级和次级线圈的匝数，这个初级电压会上升到更高的电压。

还要了解一下12V至24V直流变换器电路

使用晶体管的逆变电路

逆变器输出

使用简单的晶体管也可以设计一个12V DC到220v AC转换器。它可以用来为灯供电35 w但可以通过增加更多的mosfet来驱动更强大的负载。

在这个电路中实现的逆变器是一个方波逆变器，与不需要纯正弦波交流的设备一起工作。

线路图

12v至220v逆变电路

逆变器电路

组件的要求

  • 12 v电池
  • Mosfet irf 630 -2
  • 2 n2222晶体管
  • 2.2 uf capacitors-2
  • 电阻器
    • 680年ohm-2
    • 12 k-2
  • 12v-220v中心抽头升压变压器。

工作

电路可分为振荡器、放大器和变压器三部分。当交流电源的频率为50Hz时，需要一个50Hz的振荡器。

这可以通过构造一个产生50Hz方波的稳定多谐振荡器来实现。在电路中，R1, R2, R3, R4, C1, C2, T2和T3构成振荡器。

每个晶体管产生反向方波。R1, R2和C1的值(R4, R3和C2相同)将决定频率。稳定多谐振荡器产生方波频率的公式为

F = 1 / (1.38 * R2 * C1)

来自振荡器的逆变信号被功率mosfts T1和T4放大。这些放大信号被给予升压变压器，其中心丝锥连接到12V DC。

输出视频

为了将12V转换成220V，变压器的匝数比必须为1:19。变压器结合两个逆变信号产生一个220V交流方波输出。

通过使用24V电池，加载到85W可供电，但这种设计效率很低。为了增加逆变器的容量，必须增加mosfet的数量。

设计一个100瓦的逆变器简单的100瓦逆变器

采用稳定多谐振荡器的12v直流到220v交流变换器电路

逆变电路既可以使用晶闸管作为开关器件，也可以使用晶体管。通常用于低功率和中功率的应用，功率晶体管被使用。使用功率晶体管的原因是他们有非常低的输出阻抗，允许最大的电流流动在输出。

晶体管的重要应用之一是开关。对于这种应用，晶体管在饱和和截止区域有偏置。

当晶体管在饱和区偏置时，集电极发射极和集电极基极结都是正向偏置的。此时集电极发射极电压最小，集电极电流最大。

这个电路的另一个重要方面是振荡器。的一个重要用途555定时器集成电路是一种稳定的多谐振荡器。

稳定多谐振荡器产生在两种状态之间切换的输出信号，因此可以用作振荡器。振荡频率是由电容和电阻的值决定的。

[也读:如何制作一个可调节的计时器］

线路图

12v直流转220v交流变换器电路图
12v直流转220v交流变换器电路图ElectronicsHub。Org

电路元件

  • V1 = 12 v
  • R1 = 10 k
  • R2 = 150 k
  • R3 = 10欧姆
  • R4 = 10欧姆
  • Q1 = TIP41
  • Q2 = TIP42
  • D1 = d2 = 1n4007
  • C3 = 2200佛罗里达大学
  • T1 = 12V/220V升压变压器

电路设计说明

振荡器设计:稳定多谐振荡器可用作振荡器。这里一个采用555定时器的稳定多谐振荡器设计。我们知道，555定时器在稳定模式下的振荡频率由:

f = 1.44 / (R1 + R2 2 *) * C

其中R1为放电引脚与Vcc之间的电阻，R2为放电引脚与阈值引脚之间的电阻，C为阈值引脚与地之间的电容。输出信号的占空比由:

D = (R1 + R2) / (R1 + R2 2 *)

由于我们的要求是f =50Hz, D = 50%，假设C为0.1uF，我们可以计算R1和R2的值分别为10K和140K欧姆。这里我们更喜欢使用一个150K电位器来微调输出信号。

此外，在控制引脚和地面之间使用了0.01uF的陶瓷电容。

开关电路设计:我们的主要目标是开发一个220V的交流信号。这需要使用高功率晶体管，以允许最大的电流流向负载。为此，我们使用最大集电极电流为6A的功率晶体管TIP41，其中基极电流为集电极电流除以直流电流增益。这样产生的偏置电流约为0.4A *10，即4a。然而，由于该电流大于晶体管的最大基极电流，我们更喜欢一个小于最大基极电流的值。假设偏置电流为1A。偏置电阻由

Rb= (Vcc- - - - - - V(上)) /我偏见

对于每个晶体管，V(上)大约是2 v。因此Rb每一个都被计算为10欧姆。由于二极管用于偏置，穿过二极管的正向电压降应该等于穿过晶体管的正向电压降。为此，使用了二极管1N4007。

PNP和NPN晶体管的设计考虑是相同的。我们使用的是PNP功率晶体管TIP42。

输出负载设计:由于开关电路的输出是脉宽调制输出，它可能包含交流基频以外的谐波频率。由于这个原因，需要使用电解液电容，只允许基频通过它。这里我们使用了一个2200uF的电解液电容，它大到足以过滤掉谐波。由于需要得到220V的输出，最好使用升压变压器。这里使用的是12V/220V的升压变压器。

12v直流到220v交流变换器电路运行

  • 当该设备使用12V电池供电时，555定时器在稳定模式下连接产生50Hz频率的方波信号。
  • 当输出在逻辑高电平时，二极管D2导通，电流通过二极管D1, R3到晶体管Q1的基极。
  • 这样晶体管Q1将被接通。当输出处于逻辑低电平时，二极管D1导通，电流通过D1和R4到Q2的基极，使其接通。
  • 这使得直流电压可以在互换式间隔内通过变压器的初级端产生。电容器确保信号的频率处于所需的基频。
  • 这个12V交流信号通过变压器的一次，然后逐步提高到220V交流信号通过变压器的二次。

12v直流到220v交流变换器电路的应用

  1. 该电路可用于汽车和其他车辆为小型电池充电。
  2. 该电路可用于驱动低功率交流电机
  3. 可用于太阳能发电系统。

限制

  1. 由于使用了555定时器，输出可能会在所需的50%占空比附近略有变化，即很难实现精确的50%占空比信号。
  2. 使用晶体管降低了电路的效率。
  3. 使用开关晶体管有可能造成输出信号的交叉失真。然而，由于使用了偏置二极管，这种限制在一定程度上得到了减少。

请注意

可以使用任何稳定的多谐振荡器来代替555定时器。例如，该电路也可以使用4047稳定多谐振荡器构建，其输出电流被放大并应用到变压器上。

［读:家用太阳能逆变器］

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