人们常用的逆变器大多为方波输出，它们的缺点是都不能带电扇、洗衣机、电动机等电感性负载。多次谐波对VCD、功放等电器干扰很大，有时调整不当则VCD不能正常播放，即使在输出端加上电阻、电感、电容等来平滑滤波，也不能带电感性负载，但却会使体积增大、效率变低、成本增加。
现介绍一种逆变器，它的输出波形为阶梯波，由于输出管都工作在开关状态，所以效率很高，且能带电感性负载。
整个系统框图如图1所示。蓄电池的12V直流电压加在逆变器上，高频振荡器产生35kHz的脉冲驱动信号，来推动功率器件轮流导通与关断，在开关变压器的次级感应出我们需要的两组高电压：±220V和±80V，这两组电压由矩阵电路中的开关管，受50Hz的脉冲信号（由50Hz驱动信号形成电路产生）的驱动，轮流向负载供电。另外，系统还加了完善的保护电路，对蓄电池、负载和逆变器进行可靠的保护。该逆变器电路原理如图2所示。
DC/DC变换电路
图2中SG3525A（SG3524的改进型）是双端输出脉冲宽度调制器，在IC1的⑦脚加了放电电阻R1，这样就实现了振荡电路与放电回路的分离，因而可以通过调整R1的阻值来调整死区时间。R1的取值在0～500Ω之间，在本电路中，R1=47Ω，R2=5.1kΩ，C4=3900pF。其振荡频率可由公式f=1/[C4（0.7R2+3R1）]计算来求出，f=69kHz。由于频率选得比较高，所以开关变压器的体积就可以做得非常小。
VT1、VT2同带中心抽头的T1的初级构成推挽电路，IC1的、输出的相差180°的两个脉冲驱动信号，通过R3和R6推动VT1、VT2轮流导通和截止，在次级感应出我们需要的电压。由于VT1、VT2工作在高频大电流状态，所以管子的选取至关重要，它直接影响逆变器的工作效率、稳定性和安全性。可选用76139P、70N06等管子，也可用两个40N06并联代替一个开关管，这样可以进一步减小动态电阻，降低管耗、提高效率。
本逆变器中T1的绕制较复杂，各绕组连线要正确。整流电路也较特殊，VD3～VD6采用桥式整流，再把电压均分给C13和C14，VD2和VD7用作半波整流，分别给C12和C15充电。一定要注意L3和L6的同名端和VD2、VD7的接法，要使正负脉冲都利用上，从而使开关管VT1和VT2的漏极电流基本相等。C12、C15选用100μF/160V的电解电容，C13和C14选用100μF/250V的电解电容，容量要基本一致。
高压DC/AC变换电路
高压DC/AC变换电路，也就是交流输出电路，这是该逆变器与众不同之处。
振荡电路由时基电路NE555及其外围元件构成，在IC2的③脚接入示波器，监视输出波形，仔细调节RP3和RP2，使之产生500Hz的占空比为50％的脉冲信号，此信号由NE555的③脚输出，经R11送给IC3 CD4017的CP端，CD4017是十进制计数分配器，由它进行十进制分频，依次在Y0～Y9十个输出端输出宽度与NE555③脚的脉冲宽度一致的脉冲，再对这些脉冲进行分组，组成我们需要的脉冲群。
CD4017的输入十个脉冲，在输出端则会依次得到十个脉冲，CD4017的③脚和①脚，即输出Y0和Y5的输出端，空着不用，其余8个脉冲分成正半周两个脉冲群和负半周两个脉冲群。
矩阵电路由VT4～VT11、VD8、VD9和IC5～IC8组成。VT4、VT5组成达林顿管由IC6推动；VT6、VT7组成达林顿管由IC5推动；VT8、VT9组成达林顿管由IC7推动；VT10、VT11组成达林顿管由IC8推动。VD8的作用有三个：第一，防止VT4导通时C12的电压通过VT4加在VT6上使之击穿；第二，防止VT4导通而VT6未退出导通时C12通过VT4、VT6放电；第三，当选用了带阻尼的开关管时，防止VT4导通时C12通过阻尼管放电。同理，VD9也是为防止C15放电和防止VT8击穿而设的。由于加在开关管上的电压较高，所以我们选用了VCEO或VCBO较高的电源开关管或行输出管，如BUT11A、BUX83等，VT5、VT7、VT9、VT11选用BUX87。与场效应管相比，虽然饱和压降大些，但是工作电流不大，所以损耗并不太大。
L2、C17、C18、VD10、CD11共同组成输出波形平滑电路，滤除部分高次谐波。
实验中，C17、C18选用470μF/400V的电解电容，VD10、VD11选用1N5404，电感L2用Φ0.71的高强度漆包线在E19骨架上绕满。实际应用中，还可以用示波器监视波形，把电流表串在12V供电回路中，边测电流边调整C17、C18的容量，在不影响逆变效率的前提下，使波形趋于理想。
保护电路
开关S闭合后，12V直流轴流风扇开始工作，给功率器件散热降温，本逆变器为了缩小体积，散热片用得比较
小，如果散热片用得大，也可以不用风扇。
C13的正端电压通过R36、R35、RP1、R8分压取样，把电压变化送到IC1的①
脚，内误差放大器的反相输入端，放大后与基准电压相比较，产生的误差信号送入PWM锁存器进行脉宽调整，改变、输出脉冲的宽度来稳定输出电压。
本逆变器还设有蓄电池欠压报警电路和保护电路，IC1输出的+5V基准电压，给IC4四运放中的IC4a、IC4b、IC4d提供参考电压。电池电压经R27、R28、R29分压取样，送给IC4a、IC4b，当电压低于11V时，IC4的⑦脚输出高电位驱动BZ1报警。若继续使用，电池电压低于10.5V时，IC4的①脚输出高电位通过R30送入IC1的⑩脚强制关闭端，迅速关闭、的输出，停止向外供电，使蓄电池不致于过放电而损坏。
R21、C19、VD21、VD22、R22、R23、C20组成输出过流检测电路，电流增大，R21两端压降增大，此电压送到IC4c的同相输入端，与⑨脚的电位相比较，⑧脚输出的变化电压，通过VD24、VD25送入IC1的①脚，改变脉冲宽度，调整输出电压。同时，还通过R33送到IC4的与基准电压相比较，当超过预定值时，输出高电位，一路通过R34到IC1的⑩脚，关闭、的输出；一路通过R12使VT3饱和导通，IC3的输入信号入地，CD4017的输出端无驱动脉冲输出，RL两端无输出电压，从而保护负载和逆变器。
（刘正兵）