這里介紹的逆變器（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(yè)余制作中采用,。下面介紹該變壓器的工作原理及制作過程,。
工作原理
一、方波的產生 這里采用CD4069構成方波信號發(fā)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震蕩頻率不穩(wěn)。電路的震蕩是通過電容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=1/2.2x103x2.2x10—6=62.6Hz,，最小頻率為fmin=1/2.2x4.3x103x2.2x10—6=48.0Hz。由于元件的誤差,，實際值會略有差異,。其它多余的發(fā)相器，輸入端接地避免影響其它電路,。
由于方波信號發(fā)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。
場效應管是該裝置的核心,，在介紹該部分工作原理之前,，先簡單解釋一下MOS場效應管的工作原理。MOS場效應管也被稱為MOS FET,，即Metal Oxide Semiconductor Field Effect Transistor（金屬氧化物半導體場效應管）的縮寫,。它一般有耗盡型和增強型兩種。本文使用的是增強型MOS場效應管,，其內部結構見圖4,。
這里介紹的逆變器（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(yè)余制作中采用,。下面介紹該變壓器的工作原理及制作過程,。
工作原理
一、方波的產生 這里采用CD4069構成方波信號發(fā)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震蕩頻率不穩(wěn)。電路的震蕩是通過電容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=1/2.2x103x2.2x10—6=62.6Hz，最小頻率為fmin=1/2.2x4.3x103x2.2x10—6=48.0Hz,。由于元件的誤差,，實際值會略有差異。其它多余的發(fā)相器,，輸入端接地避免影響其它電路,。
由于方波信號發(fā)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。
場效應管是該裝置的核心,，在介紹該部分工作原理之前,，先簡單解釋一下MOS場效應管的工作原理。MOS場效應管也被稱為MOS FET,，即Metal Oxide Semiconductor Field Effect Transistor（金屬氧化物半導體場效應管）的縮寫,。它一般有耗盡型和增強型兩種。本文使用的是增強型MOS場效應管,，其內部結構見圖4,。
它可分為NPN型和PNP型。NPN型通常稱為N溝道型,，PNP型通常稱P溝道型。由圖可看出,，對于N溝道型的場效應管其源極和漏極接在N型半導體上,，同樣對于P溝道的場效應管其源極和漏極則接在P型半導體上。我們知道一般三極管是由輸入的電流控制輸出的電流,。但對于場效應管,，其輸出電流是由輸入的電壓（或稱場電壓）控制，可以認為輸入電流極小或沒有輸入電流,，這使得該器件有很高的輸入阻抗,，同時這也是我們稱之為場效應管的原因。
為解釋MOS場效應管的工作原理,，我們先了解一下僅含一個P—N結的二極管的工作過程,。如圖5所示，我們知道在二極管加上正向電壓（P端接正極,，N端接負極）時,，二極管導通，其PN結有電流通過,。這是因在P型半導體端為正電壓時,，N型半導體內的負電子被吸引而涌向加有正電壓的P型半導體端，而P型半導體端內的正電子則朝N型半導體端運動,，從而形成導通電流,。同理，當二極管加上反向電壓（P端接負極,，N端接正極時,，這時在P型半導體端為負電壓，正電子被聚集在P型半導體端,，負電子則聚集在N型半導體端,，電子不移動,，其PN結沒有電流流過，二極管截止,。
對于場效應管（圖6）,，在柵極沒有電壓時，有前面的分析可知,，在源極與漏極之間不會有電流流過,，此時場效應管處于截止狀態(tài)（圖6a）。當有一個正電壓加在N溝道的MOS場效應管柵極上時,，由于電場的作用,，此時N型半導體的源極和漏極的負電子被吸引出來而涌向柵極，但由于氧化膜的阻擋,，使得電子聚集在兩個N溝道之間的P型半導體中（見圖6b）,，從而形成電流，使源極和漏極之間導通,。我們也可以想象為兩個N型半導體之間為一條溝,，柵極電壓的建立相當于為他們之間搭了一座橋梁，該橋梁的大小由柵壓決定,。圖8給出了P溝道場效應管的工作過程,，其工作原理類似這里就不再重復。
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8）,。電路將一個增強型P溝道MOS場校官和一個增強型N溝道MOS場效應管組合在一起使用,。
當輸入端為底電平時，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溝道場效應管總是在相反的狀態(tài)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1V到2V時，MOS場效應管即被關斷,。不同場效應管關斷電壓略有不同,。也以為如此，使得該電路不會因為兩管同時導通而造成電源短路。
由以上分析我們可以畫出原理圖中MOS場效應管部分的工作過程（見圖9）,。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。
電路板見圖11,。所用元件可參考圖12,。逆變器的變壓器采用次級為12V、電流為10A,、初級電壓為220V的成品電源變壓器,。P溝道MOS場效應管（2SJ471）最大漏極電流為30A，在場效應管導通時,，漏—源極間電阻為25毫歐。此時如果通過10A電流時會有2.5W的功率消耗,。N溝道MOS場效應管（2SK2956）最大漏極電流為50A,，場效應管導通時，漏—源極間電阻為7毫歐,，此時如果通過10A電流時消耗的功率為0.7W,。由此我們也可知在同樣的工作電流情況下，2SJ471的發(fā)熱量約為2SK2956的4倍,。所以在考慮散熱器時應注意這點,。圖13展示本文介紹的逆變器場效應管在散熱器（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(tài)時發(fā)熱量不會很大,，出于安全考慮這里選用的散熱器稍偏大,。
四、逆變器的性能測試
這里測試用的輸入電源采用內阻低,、放電電流大（一般大于100AH）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,。
其測試結果見電壓,、電流曲線關系圖（圖15）,。可以看出,，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(fā)現(xiàn)當輸出功率約為100W時，輸入電流為10A,。此時輸出電壓為200V,。圖16為不同負載時輸出波形圖，供大家制作是參考,。再給大家看看廠家做好的逆變器產品,，只要我們大家肯動手，做出來并不比他們的差??！
