制作一个24V直流电逆变为220V交流电的逆变电源
整流电路是把交流电变换成直流电,而将直流电转变成交流电的过程称为逆变过程。
利用晶闸管把直流电逆变成交流电的电路,就是晶闸管逆变电路。
有单向并联晶闸管你变电路构成的可控逆变器如下图所示。该电路将蓄电池24V直流电你变为50Hz、220V的交流电,最大输出300W,可作为家庭照明、电视机及音响设备的交流电源。
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电路分为两部分,右边为逆变电路,左边为触发电路。

一、逆变电路
这种电路可以减小换向电容的数值,从而减小电路损耗,并且当负载为感性或电容性时也能正常工作。电路工作过程如下:
当VT1导通,VT2截止时,电池供电电流由电池正极--oa线圈--VD1--VT1--L--电池负极。
同时,蓄电池通过ob线圈向电容C3充电,充电电流路径为电池正极--ob线圈--VD2--C3--T1--L--电池负极。
在VT1导通,oa线圈流过供电电流的同时,由于自耦作用,在ob中也产生一个感应电压,其大小为E,极性为o端负,b端正。此电压与电池电压相串联给电容C3充电,因此C3将被充到接近2E的数值,极性为下正上负。届时,VT2承受2E的正向电压。当VT2的触发脉冲到来时,VT2则立即导通,C3上的电压使VT1因承受2E的反向电压而关断。VT2导通后,电池供电电流由电池正极--ob线圈--VD2--VT2--L--电池负极。同时电池通过oa线圈对C3进行反充电,充电电流的路径为:电池正极--oa线圈--VD1--C3--VT2--L--电池负极。同样,C3将被充到接近2E的数值,极性为上正下负。为关断VT2做好准备。当VT1再次被触发导通时,C3上的电压经VT1给VT2施加一个2E的反向电压,迫使VT2关断。之后将重复上述过程。
由上述可以看出,电容C3的充电、放电(反充电)电流均流过电感L。由于电感对电流的变化有阻碍作用,因此,电路中增加电感L后,有效的限制电容的充放电速度,在保证晶闸管可靠关断的情况下,电容只可选择的较小。
电路中,VD3,VD4为反馈二极管,当负载为电感性质时尤为重要。它的存在,使晶闸管不会承受过高的反向电压(反向电压来自感应电压)而损坏。二极管VD1,VD2起阻止换向电容向变压器T3初级放电的作用,使换流时换向电容放电减慢,保证晶闸管可靠关断。
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二、触发电路
左边部分是单结晶体管构成的触发电路。VT3组成的振荡电路,其振荡周期为0.01S,而VT4构成的振荡电路,振荡周期为0.02S,输出电压如下图(a)、(b)所示。开关K闭合后,晶闸管VT1、VT2均承受正向电压而处于待触发状态。当t=0.01s时,VT3产生的触发脉冲Ug3加在晶闸管VT2的控制极和阴极之间,触发VT2导通。电流从蓄电池正极流出,经逆变变压器T3的ob线圈,VD2、VT2、电感L流回蓄电池的负极。通过电磁感应,逆变变压器T3的次级绕组输出一个正半周的电压,如下图(c)所示。在此期间,因C3充电,使VT1承受2E的正向电压。当t=0.02S时(即VT2导通后0.01s),单结晶体管VT4产生的触发脉冲Ug4加到晶闸管VT1的控制极和阴极之间,触发VT1导通,电流由蓄电池正极流出,经变压器T3的oa线圈、VD1、VT1和电感L流回蓄电池的负极,使变压器T3的输出电压与VT2导通时输出的电压极性相反,但幅值相同,即输出一个负半周的电压,如下图(d)所示,这样VT1、VT2交替触发导通,使变压器T3的次级绕组输出一个全波电压。如下图(e)所示,若Ug3、Ug4的周期分别为0.01S和0.02S时,输出电压的频率为50Hz,调整RV1、RV2的大小,可改变Ug3、Ug4的周期,从而可调整输出电压的频率。
电路中Ug4的周期是Ug3的两倍,一方面可保证输出电压的正负半周对称,另一方面也可保证在K闭合后,不会出现同时触发VT1、VT2的现象,因此Ug3比Ug4早0.01S出现,但此时刻的Ug3对VT2无触发作用,可分两种情况:若Ug3先于Ug4出现,此时VT2仍处于导通状态,所以Ug3对VT2无触发作用;若Ug3略滞后于Ug4,由于Ug4触发VT1导通后,使VT2承受2E的负电压,所以Ug3对VT1也无触发作用。因此Ug3只有一半的脉冲起触发作用。
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该逆变器输出的电压为方波,如果需要输出正弦波电压,则需要在输出端接一个低通滤波器。该怎么接呢?