怎樣把直流變交流?

阿修羅君


直流電可以通過逆變器變成交流電。逆變器通常由逆變橋、控制邏輯和濾波電路組成。基本原理圖如下所示:



逆變是與整流相反的電流轉換過程,將直流電轉換為交流電。當逆變側即交流測接在電網中時,稱為有源逆變,當逆變側即交流測直接與負載相連時,稱為無源逆變。

逆變電路可以在控制電路的作用下將直流電源轉換為任意頻率和電壓的交流電,因此應用非常廣泛,例如需要直流電源向交流負載供電時。

下面通過一個典型的逆變電路解釋逆變電路的基本工作原理,由開關S1~S4構成一個橋式逆變電路,其中S1和S2為一個橋臂,S3和S4為一個橋臂。



過程1:S1和S4閉合、S2和S3斷開時電流走向和輸出波形圖如下:



過程2:S2和S3閉合、S1和S4斷開時電流走向和輸出波形圖如下:



這樣就實現了直流電到交流電的轉換,並且可以通過控制開關切換週期來改變輸出交流電的頻率。


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將直流電轉為交流電稱為逆變,一般都是根據所需的交流電的波形及頻率選用合適的逆變器來實現直流電——交流電的轉換。下面我們介紹一下直流電轉為交流電的基本工作原理。

上圖是一個簡單的矩形波逆變電路。工作時,矩形波發生器電路通過振盪將12V的直流電轉為矩形波輸出,其輸出的矩形波交流信號通過MOS場效應管(亦可以是雙極型三極管)驅動變壓器B進行升壓(或降壓),這樣在B的次級輸出的就是波形為矩形波的交流電,交流電的頻率與矩形波振盪器的頻率相同。若要求輸出為正弦波交流電,可以採用正弦波振盪器來實現。由於矩形波逆變電路較簡單,並且效率高,不少逆變器電路都採用矩形波振盪電路來實現逆變。


矩形波發生器電路可以根據實際情況選用三極管分立元件電路或運放及CMOS門電路來構成。上圖所示電路是採用LM101運放構成的矩形波發生器電路,其輸出的矩形波的頻率由R1和C1決定,並與電源電壓有關。雖然這種電路的振盪頻率不太穩定,但電路簡單,亦是一種較常用的矩形波振盪電路。


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