称为逆变器的电路执行将直流电 (DC) 转换为交流电 (AC) 的功能。具体来说,脉宽调制 (PWM) 逆变器通过利用修改后的方波来模拟交流电 (AC) 的特性来运行,使其适合为大多数家用电器供电。值得注意的是,逆变器主要有两种类型。种类型称为改进的方波逆变器,产生方波输出而不是正弦波。当用于为交流电机或 TRIACS 供电时,这种类型可能会导致复杂化。
第二种类型被称为纯正弦波逆变器,其用途广泛且与所有类型的交流电器兼容。要深入研究不同类型的逆变器,可以在此处找到更多信息。
在我看来,将逆变器构建为自己动手 (DIY) 项目是不可取的。如果您想知道为什么,请加入我的旅程。在这个项目中,我将使用流行的TL494 芯片创建一个简单的修改方波 PWM 逆变器电路。我将解释此类逆变器的优点和缺点,,我们将了解避免将改进的方波逆变器电路制作为 DIY 项目的原因。
警告:该电路的构建和演示仅用于教育目的。强烈建议不要在商用电器中构建和使用此类电路。
注意:如果您决定创建此电路,请特别注意输入波的非正弦特性产生的高电压和电压尖峰。
逆变器如何工作?

逆变器电路的基本原理图如上所示。正电压连接到变压器的中间引脚,充当输入。另外两个引脚连接到 MOSFET,充当开关。

启用 MOSFET Q1 允许电流沿一个方向流动,从而在变压器铁芯中感应出磁通量并产生 220V 输出。禁用 MOSFET Q1 并启用 MOSFET Q2 会反转磁通量的方向,从而产生所需的输出。通过切换两个 MOSFET,这个过程每秒重复 50 次,产生振荡磁通量,根据法拉第定律在次级线圈中感应出电压。这就是逆变器的基本工作原理。

逆变器IC TL494
在使用TL494 PWM控制器构建电路之前,我们先了解一下TL494的工作原理。
TL494 IC 包含 8 个功能块,概述如下:

5V 参考稳压器: REF 引脚(引脚 14)为内部电路提供稳定的电源,包括脉冲控制触发器、振荡器、死区时间控制比较器和 PWM 比较器。
(注:基准电压源内部编程为 ±5% 的初始精度,可在 7V 至 40V 的输入电压范围内保持稳定性。)

振荡器:该块为各种控制信号生成锯齿波,并且可以使用定时组件 RT 和 CT 设置振荡器频率。
(注:仅对于单端应用,振荡器频率等于输出频率。)

死区时间控制比较器:该模块控制死区时间或关断时间,从而影响输出波的占空比,而无需调整误差放大器。
(注:110 mV 的内部偏移可确保死区时间控制输入接地时的死区时间为 3%。)

误差放大器:高增益误差放大器从 VI 电源轨接收偏置,允许共模输入电压范围比 VI 低 –0.3V 至 2V。

输出控制输入:该输入确定输出晶体管是否以并行模式或推挽模式运行。

输出晶体管:该 IC 有两个采用集电极开路和发射极开路配置的内部输出晶体管,能够提供或吸收高达 200mA 的电流。

TL494IC的特点
PWM 功率控制电路
200mA 灌电流或拉电流的未指定输出
能够选择单端或推挽操作
所需组件

TL494逆变器电路原理图

TL494CN逆变器电路结构
在本演示中,使用提供的原理图和 PCB 设计文件将电路组装在自制 PCB 上。值得注意的是,将大量负载连接到变压器输出可能会导致大量电流流过 PCB 走线,从而可能导致其烧毁。为了减轻这种风险,采用了跳线来增强电流。