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        場效應管逆變器電路圖及工作原理-簡易逆變器制作電路圖-KIA MOS管

        信息來源:本站 日期:2018-06-14 

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        場效應管逆變器電路圖

        為什么不用三極管,而用場效應管呢?原因就是:

        (1)場效應管是電壓控制器件,它通過VGS來控制ID;

        (2)場效應管的輸入端電流極小,因此它的輸入電阻很大。

        (3)它是利用多數載流子導電,因此它的溫度穩定性較好;

        (4)它組成的放大電路的電壓放大系數要小于三極管組成放大電路的電壓放大系數;

        (5)場效應管的抗輻射能力強;

        (6)由于不存在雜亂運動的少子擴散引起的散粒噪聲,所以噪聲低。


        場效應管逆變器電路圖工作原理

        它的工作原理流程是控制電路控制整個系統的運行,逆變電路完成由直流電轉換為交流電的功能,濾波電路用于濾除不需要的信號,逆變器的工作過程就是這樣子的了。


        其中場效應管逆變器電路圖的工作還可以細化為:首先,振蕩電路將直流電轉換為交流電;其次,線圈升壓將不規則交流電變為方波交流電;最后,整流使得交流電經由方波變為正弦波交流電。


        場效應管逆變器電路圖


        這里介紹的場效應管逆變器電路圖(見圖1)主要由MOS場效應管,普通電源變壓器構成。其輸出功率取決于MOS場效應管和電源變壓器的功率,免除了煩瑣的變壓器繞制,適合電子愛好者業余制作中采用。下面介紹該逆變器的工作原理及制作過程。


        2.工作原理

        這里我們將詳細介紹逆變器的工作原理。

        場效應管逆變器電路圖

        方波信號發生器(見圖2)

        這里采用六反相器CD4069構成方波信號發生器。電路中R1是補償電阻,用于改善由于電源電壓的變化而引起的振蕩頻率不穩。電路的振蕩是通過電容C1充放電完成的。其振蕩頻率為f=1/2.2RC。


        圖示電路的最大頻率為:fmax=1/2.2×3.3×103×2.2×10-6=62.6Hz;

        最小頻率為:fmin=1/2.2×4.3×103×2.2×10-6=48.0Hz。


        由于元件的誤差,實際值會略有差異。其它多余的反相器,輸入端接地避免影響其它電路。


        由于方波信號發生器輸出的振蕩信號電壓最大振幅為0~5V,為充分驅動電源開關電路,這里用TR1、TR2將振蕩信號電壓放大至0~12V。如圖3所示。

        場效應管逆變器電路圖

        2.3 場效應管電源開關電路

        場效應管逆變器電路圖

        下面簡述一下用C-MOS場效應管(增強型MOS場效應管)組成的應用電路的工作過程(見圖4)。



        電路將一個增強型P溝道MOS場效應管和一個增強型N溝道MOS場效應管組合在一起使用。當輸入端為低電平時,P溝道MOS場效應管導通,輸出端與電源正極接通。當輸入端為高電平時,N溝道MOS場效應管導通,輸出端與電源地接通。


        在該電路中,P溝道MOS場效應管和N溝道MOS場效應管總是在相反的狀態下工作,其相位輸入端和輸出端相反。通過這種工作方式我們可以獲得較大的電流輸出。同時由于漏電流的影響,使得柵壓在還沒有到0V,通常在柵極電壓小于1到2V時,MOS場效應管既被關斷。不同場效應管其關斷電壓略有不同。也正因為如此,使得該電路不會因為兩管同時導通而造成電源短路。

        場效應管逆變器電路圖

        由以上分析我們可以畫出原理圖中MOS場效應管電路部分的工作過程(見圖5)。



        工作原理同前所述。這種低電壓、大電流、頻率為50Hz的交變信號通過變壓器的低壓繞組時,會在變壓器的高壓側感應出高壓交流電壓,完成直流到交流的轉換。這里需要注意的是,在某些情況下,如振蕩部分停止工作時,變壓器的低壓側有時會有很大的電流通過,所以該電路的保險絲不能省略或短接。


        3、制作要點

        場效應管逆變器電路圖

        電路板見圖6。



        場效應管逆變器電路圖逆變器電路板

        場效應管逆變器電路圖


        圖8展示本文介紹的場效應管逆變器電路圖在散熱器(100mm×100mm×17mm)上的位置分布和接法。盡管場效應管工作于開關狀態時發熱量不會很大,出于安全考慮這里選用的散熱器稍偏大。


        4.逆變器的性能測試

        場效應管逆變器電路圖

        測試電路見圖。


        這里測試用的輸入電源采用內阻低、放電電流大(一般大于100A)的12V汽車電瓶,可為電路提供充足的輸入功率。測試用負載為普通的電燈泡。


        測試的方法是通過改變負載大小,并測量此時的輸入電流、電壓以及輸出電壓。輸出電壓隨負荷的增大而下降,燈泡的消耗功率隨電壓變化而改變。我們也可以通過計算找出輸出電壓和功率的關系。但實際上由于電燈泡的電阻會隨受加在兩端電壓變化而改變,并且輸出電壓、電流也不是正弦波,所以這種的計算只能看作是估算。


        以負載為60W的電燈泡為例:假設燈泡的電阻不隨電壓變化而改變。因為R燈=V2/W=2102/60=735Ω,所以在電壓為208V時,W=V2/R=2082/735=58.9W.由此可折算出電壓和功率的關系。通過測試,我們發現當輸出功率約為100W時,輸入電流為10A.此時輸出電壓為200V。


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        場效應管逆變器電路圖

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