逆变电源是一种将直流电(DC)转换为交流电(AC)的装置,常用于将电池或其他直流电源的电能转换为可用于电器设备的标准交流电。本篇文章将深入探讨一个基于MOS场效应管和普通电源变压器的逆变电源制作过程。
逆变器的核心部件包括方波信号发生器、场效应管驱动电路和MOS场效应管电源开关电路。方波信号发生器使用六反相器CD4069,通过电容C1的充放电产生振荡,频率范围大约在48.0Hz到62.6Hz之间。R1作为补偿电阻,确保电源电压变化时振荡频率的稳定性。
场效应管驱动电路的作用是将方波信号发生器产生的微弱振荡信号放大到足以驱动MOS场效应管的水平,这里使用了两个三极管TR1和TR2进行电压提升,将信号放大到0~12V。
MOS场效应管电源开关电路采用了P沟道和N沟道的增强型MOS场效应管组合,如图9所示。当输入为低电平时,P沟道MOS管导通,输出端与电源正极连接;反之,输入为高电平时,N沟道MOS管导通,输出端接地。这种设计使得两管交替工作,相位相反,从而实现高效的大电流交流输出。同时,由于MOS管的栅极阈值电压特性,即使在输入电压未达到0V时,也能有效地关闭MOS管,防止短路。
制作逆变电源时,选择合适的变压器至关重要。文中推荐的变压器为次级电压12V、电流10A、初级电压220V的成品电源变压器。同时,P沟道MOS场效应管2SJ471和N沟道MOS场效应管2SK2956分别负责不同的电流控制,它们的漏-源极间电阻决定了在通过电流时的功率损耗。在考虑散热问题时,由于2SJ471的功率损耗是2SK2956的四倍,因此需要更大的散热器。
性能测试阶段,可以使用内阻低、放电电流大的12V汽车电瓶作为输入电源,负载则可以是常见的电灯泡。通过改变负载并测量输入电流、电压和输出电压,绘制出电压、电流曲线关系图,分析输出功率与电压的关系。虽然实际输出不是完美的正弦波,但可以通过理论计算大致估算输出功率。
制作逆变电源涉及电路设计、元件选择和性能测试等多个环节,需要对电子电路有深入理解。通过这样的过程,电子爱好者可以了解逆变电源的工作原理,并动手实践,提高自身的技能。