什麼是電源逆變器,有哪位高手知道?

吳力鎧


說到這個問題,我們需要理解兩個概念:整流和逆變。

我們都知道,發電廠發出來的電都是交流電,通過升壓、傳輸、降壓的過程到達用戶家中,我們通常用的都是單相的220V交流電。那麼如果我們想要用直流電怎麼辦呢?比如我們平常給電平充電的時候,電平都是直流的,給其充電的接口也必須是直流電的,一般是36V、48V等,那就需要一個整流的過程,整流簡單的說就是把交流電變成直流電的過程。我們生活中常用的電吹風裡面用的也是直流電機,如果打開看就可以看到裡面電機前端就是一個橋式整流電路,整流出來的直流電壓是不穩定的,這時候需要再並聯上穩壓電容就可以輸出穩定的直流電壓了。

既然用電的時候有把交流變直流的過程,那肯定也有把直流轉換為交流的過程,簡單的說,逆變就是把直流變成交流的過程。打個比方,平時工廠裡常用的UPS電源裡面就有逆變器,在正常情況下UPS電源不工作,其電能是儲存在一個直流大電池中的,當出現故障需要緊急供電時,因為設備都是交流電設備,電池肯定不能直接供電的,這時候就需要UPS內部的逆變器發揮作用了,把直流轉換為220V交流給其他設備臨時供電。當電源恢復時,220V的外部交流電又會通過整流過程再給電池充電。還有一個就是光伏發電,光伏板發出的電都是直流的,必須經過逆變器把直流轉換為交流才能送上電網。

所以綜上所述,逆變器就是把直流電源轉換為交流電源的設備。


工控與傳感器達人


通常是指把直流電轉換為交流電的裝置。例如把電瓶的12v電壓,轉換為交流220v。這樣我們在車上就可以使用一些220V的電器設備了!大大方便了我們的生活。
原理圖如下

可以看出,直流電輸入以後經過震盪變成高頻交流電,在通過高頻變壓器把電壓升高,升高後的交流電進行整流處理,輸出直流電。直流電經過mos開關管快速通斷以後,送到一個高頻變壓器初級,直流電不斷的關斷接通,那麼變壓器次級就感應出來交流電,最後經過吸收回路處理後送出220v交流電。


如上圖的場景,逆變器功率足夠大的時候,可以帶更大功率的負載。但是使用的時候一定要注意逆變器的功率,必須大於負載功率。另外有一逆變器可以插在汽車點菸器上使用,這時候除了注意功率之外,還要注意儘量別再停車熄火狀態下使用。很容易在成車輛電池虧電。而且點菸器一般只有20安電流,負載功率不宜超過200瓦。

逆變器種類還有很多,工頻的,高頻的,輸入電壓有12v24v48v72v甚至有些通訊基站用的逆變器是96V的,還有更好的。一般輸入電壓高的,電流會小一些,逆變效率也高一些。可以根據實際情況選用。還有一些能直接插點菸器的小功率逆變。


這種就是小功率,不超100瓦的逆變,車內可以用一些小電器。使用中要注意先接通逆變器,然後在接通電器。防止逆變器損壞。也要注意避免在震動,潮溼,淋水的環境下使用。同時,超載,夾子接觸不好,正負極接反等也會損壞逆變器。購買的時候一定要選比自己用電器功率大一些的逆變器。適當留有餘量。


水墨丹青一世情


看到此題,我想當年畫下的一個電源逆變器原理圖,可奉上。這還是全國風糜一時的吃香產品。



那年月,國家電力緊張,12寸黑白電視進入市場,但電力緊張情況下,有人發明了利用12V電瓶,弄個200瓦功率的硅鋼片,初級220V抽幾根頭可調節電壓,次級12V三根頭,中心抽頭直接接電瓶正極,兩邊的抽頭分別接3DD15A的集電極,兩發射集並聯接入電瓶負極。付線圈為反繞組,匝數比為主線圈的一半,其中心抽頭經過大功率電阻(可用電爐絲繞制)及二極管串聯接入負極。

為方波波型輸出,付線圈中心抽頭的電阻值可改變振盪頻率,電阻越小,頻率越低,電壓降越大,功耗越大,輸出電流也大,三極管負載大有發熱現象,所以要安裝足夠大的散熱板。

接下來就是製造一個盒子,後面牆板安裝兩組3DD15A的三極管(這種管子開始貴,以後幾角錢都可買一隻,),裝上電壓表,輸出調節族扭。

這是自己曾經會裝會修的拿手技術活,現代沒人再用它了,已成了歷史,今天看到有人再提這個逆變器,想想還是讓想知道的人見識一下老式的遞變原理。


許科雲


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甲功率逆變器,或逆變器,是改變的電子設備或電路直流(DC)到交流(AC)。[1]

輸入電壓,輸出電壓和頻率以及整體功率處理取決於特定器件或電路的設計。變頻器不產生任何電力; 電源由直流電源提供。

功率逆變器可以是完全電子的或者可以是機械效應(例如旋轉裝置)和電子電路的組合。靜電逆變器在轉換過程中不使用移動部件。

輸入和輸出

輸入電壓

典型的功率逆變器裝置或電路需要相對穩定的直流電源,其能夠為系統的預期功率需求提供足夠的電流。輸入電壓取決於逆變器的設計和用途。例子包括:

12 V DC,適用於通常採用可充電12V鉛酸電池或汽車電源插座運行的小型消費和商用逆變器。[2]

24,36和48 V DC,這是家用能源系統的通用標準。

當光伏太陽能電池板供電時,為200至400 V DC。

車輛到電網系統中的電動汽車電池組的電力來自300到450 V DC。

成千上萬伏特,逆變器是高壓直流輸電系統的一部分。

輸出波形

逆變器可根據電路設計產生方波,修正正弦波,脈衝正弦波,脈寬調製波(PWM)或正弦波。截至2007年,兩種主要的商用波形類型的逆變器是修正的正弦波和正弦波。

有兩種基本設計用於從較低電壓的直流電源產生家用插入電壓,其中第一種使用開關升壓轉換器來產生較高電壓的直流電,然後轉換為交流電。第二種方法是在電池級將直流電轉換成交流電,並使用線頻 變壓器來產生輸出電壓。[3]

方波

方波

這是逆變器設計可以生成的最簡單的波形之一,最適用於照明和加熱等低靈敏度應用。方波輸出在連接到音頻設備時會產生“嗡嗡聲”,通常不適用于敏感電子設備。

正弦波

正弦波

產生多級正弦波AC波形的功率逆變器裝置被稱為正弦波逆變器。為了更清楚地區分逆變器與失真少於修正正弦波(三步)逆變器設計的輸出,製造商經常使用短語純正弦波逆變器。被稱為“純正弦波逆變器”銷售的幾乎所有的消費級逆變器不產生平滑正弦波輸出在所有,[ 引證需要 ]僅比的方波(兩步)和改性正弦波較少波濤洶湧的輸出(3步)逆變器。然而,這對於大多數電子產品來說並不重要,因為它們處理的輸出相當好。

在功率逆變器設備替代標準線路功率的情況下,希望輸出正弦波,因為許多電氣產品被設計為與正弦波AC電源一起工作得最好。標準電力公用事業公司提供正弦波,通常具有較小的缺陷,但有時具有顯著的失真。

波形輸出中具有三個以上臺階的正弦波逆變器比修改的正弦波更復雜並且成本顯著更高,只有三個步驟或相同功率處理的方波(一步)類型。開關模式電源(SMPS)設備(如個人電腦或DVD播放器)可以在修正正弦波功率的情況下工作。直接以非正弦功率運行的交流電機可能產生額外的熱量,可能具有不同的速度 - 轉矩特性,或者可能產生比正弦功率運行時更多的可聞噪聲。

修正的正弦波

這種逆變器的修正正弦波輸出是兩個方波之和,其中一個相對於另一個相移90度。結果是具有相等的零伏特間隔的三電平波形; 峰值正電壓; 零伏特; 峰值負電壓,然後是零伏特。這個序列重複。合成波非常類似於正弦波的形狀。大多數廉價的消費電力逆變器產生修正的正弦波而不是純正弦波。

市售的修正正弦波逆變器中的波形類似方波,但在極性反轉期間暫停。[3]開關狀態用於正電壓,負電壓和零電壓。一般來說,峰值電壓與電壓的均方根電壓比不能保持與正弦波相同的關係。DC總線電壓可以被主動調節,或者可以修改“接通”和“關斷”時間以保持直到DC總線電壓的相同RMS值輸出以補償DC總線電壓變化。

採用稱為脈寬調製(PWM)的技術,可以調節開關時間的比率以改變RMS電壓,同時保持恆定的頻率。所產生的柵極脈衝根據顯影圖案給予每個開關以獲得所需的輸出。輸出中的諧波頻譜取決於脈衝寬度和調製頻率。操作異步電機時,電壓諧波通常不受關注; 然而,電流波形中的諧波失真引入了額外的加熱並可能產生脈動扭矩。[4]

在修正的正弦波功率逆變器裝置上,特別是具有電阻性的負載,例如傳統的白熾燈泡,許多電氣設備將運行良好。帶有開關電源的物品幾乎完全沒有問題,但如果物品有電源變壓器,則可能會過熱,這取決於它的額定值。

然而,由於與修改的正弦波相關的諧波並且在操作期間產生嗡嗡聲,負載可能效率較低。這也影響整個系統的效率,因為製造商的名義轉換效率不考慮諧波。因此,純正弦波逆變器可以提供比修正的正弦波逆變器高得多的效率。

大多數交流電機將運行在MSW逆變器上,由於諧波含量,效率降低約20%。但是,它們可能相當嘈雜。調諧到基頻的串聯LC濾波器可能會有所幫助。[5]

消費電力逆變器中常見的修正正弦波逆變器拓撲結構如下:板上微控制器以〜50 kHz的高頻快速開啟和關閉功率MOSFET。MOSFET直接從低電壓直流電源(如電池)中拉出。然後該信號通過升壓變壓器(通常將許多較小的變壓器並聯放置以減小逆變器的整體尺寸)以產生更高的電壓信號。然後升壓變壓器的輸出通過電容器進行濾波以產生高壓直流電源。最後,該直流電源通過微控制器的額外功率MOSFET脈衝產生最終的修正正弦波信號。

輸出頻率

功率逆變器裝置的交流輸出頻率通常與標準電力線頻率50或60 赫茲相同

如果器件或電路的輸出要進一步調節(例如增加),那麼對於良好的變壓器效率,頻率可能高得多。

輸出電壓

即使變頻器的負載發生變化,電源逆變器的交流輸出電壓也經常被調節為與電網電壓相同,在配電電平時通常為120或240 VAC。這使逆變器可以為許多設計用於標準電源的設備供電。

一些逆變器還允許可選或連續可變的輸出電壓。

輸出功率

功率逆變器通常具有以瓦特或千瓦表示的整體額定功率。這描述了逆變器正在驅動的設備可用的功率,並間接描述了直流電源所需的功率。較小的流行消費和商用設備模擬線路功率範圍通常從150到3000瓦。

並非所有的逆變器應用都完全或主要關注供電; 在某些情況下,頻率和/或波形特性被後續電路或設備使用。

電池

逆變器的運行時間取決於電池功率以及給定時間從逆變器汲取的功率量。隨著使用逆變器的設備數量增加,運行時間將減少。為了延長逆變器的運行時間,可以在逆變器上增加額外的電池。[6]

在嘗試向逆變器添加更多電池時,有兩個基本安裝選項:

系列配置

如果目標是增加逆變器的總電壓,可以菊花鏈以串聯配置的電池。在串聯配置中,如果單個電池耗盡,其他電池將無法為負載供電。

並行配置

如果目標是增加容量並延長逆變器的運行時間,則電池可以並聯連接。這增加了電池組的總體安培小時(Ah)等級。

如果單個電池放電,其他電池將通過它放電。這可能導致整個電池組迅速放電,甚至導致過電流和可能的火災。為了避免這種情況,可以通過二極管連接大型並聯電池或通過智能監控與自動切換來將欠壓電池與其他電池隔離。


指尖上的芳香


謝邀!不過因為鄙人才疏學淺知之甚少,所以回答不一定準確。我認為這要從常規供電與應急供電來說起,常規供電的電能來自電網,應急供電多數是自備發電機,但是象自備機這樣的條件一般家庭大多不具備這樣的條件,因此人們研發出了簡單的應急電源,這就是逆變電源也就是直流交流變換器。它將蓄電池這樣的直流電源,通過一個電子電路用變壓器輸出頻率電壓與常規電源相近的交流電,用以滿足家庭小功率用電的應急裝置。

比較簡單的是用兩隻中小功率晶體管,以及阻容元件搭建一個無穩態自激振盪器,將振盪的輸出驅動兩隻或者是兩組功率輸出管,直流電源通過輸出管這樣的開關,在變壓器的兩個初級繞組上交替開關完成交直流變換,再由輸出繞組進一步升壓達到應急供電的目的。


半本破書


逆變器又稱逆相變壓器,電壓能升高,也能降低。所以就看你做什麼用,自己動手也可以做的。逆相變壓器鎮流是用帶低磁性的材料,一次端與二次端線圈比(用12V做逆相電源升至220V為例)220÷12=18.3倍率,再算出一次端線圈的匝數和每匝的電壓V,再乘以二次端電壓匝數就可以了。為了簡單你可以取一個附合你所用功率220V變12Ⅴ的變壓器就可以了,再從網上找到你所用的逆變電路圖就可以自已動手製作了OK。


白雲藍天19661128


逆變器就是將直流變交流(整流器相反),有可控與不可控之分,電壓也隨之可變與固定。一般控制用逆變器是可變壓可變頻(VVVF)的,近代採用正弦波脈衝寬度調製技術以IGBT等做開關原件,我國最近才能製作IGBT,用於高鐵驅動控制。