逆变器原理及电路图
三相逆变器电路原理和工作过程图文说明
三相逆变器电路原理和工作过程图文说明单相逆变器电路由于受到功率开关器件的容量、零线(中性线)电流、电网负载平衡要求和用电负载性质等的限制,容量一般都在100kV A以下,大容量的逆变电路大多采用三相形式。
三相逆变器按照直流电源的性质不同分为三相电压型逆变器和三相电流型逆变器。
1.三相电压型逆变器。
电压型逆变器就是逆变电路中的输入直流能量由一个稳定的电压源提供,其特点是逆变器在脉宽调制时的输出电压的幅值等于电压源的幅值,而电流波形取决于实际的负载阻抗。
三相电压型逆变器的基本电路如图6-15所示。
该电路主要由6只功率开关器件和6只续流二板管以及带中性点的直流电源构成。
图中负载L和R表示三相负载的各路相电感和相电阻。
图6-15 三相电压型逆变器电路原理图图6-15三相电压型逆变器电路原理图功率开关器件VT1~VT6在控制电路的作用下,控制信号为三相互差1200的脉冲信号时,可以控制每个功率开关器件导通180度或120度,相邻两个开关器件的导通时间互差60度逆变器三个桥臂中上部和下部开关元件以180度间隔交替开通和关断,VT1~VT6以60度的电位差依次开通和关断,在逆变器输出端形成a、b、c三相电压。
控制电路输出的开关控制信号可以是方波、阶梯波、脉宽调制方波、脉宽调制三角波和锯齿波等,其中后三种脉宽调制的波形都是以基础波作为载波,正弦波作为调制波,最后输出正弦波波形。
普通方波和被正弦波调制的方波的区别如图6-16所示,与普通方波信号相比,被调制的方波信号是按照正弦波规律变化的系列方波信号,即普通方波信号是连续导通的,而被调制的方波信号要在正弦波调制的周期内导通和关断N次。
方波调制波形图6-16 方波与被调制方波波形示意图2.三相电流型逆变器。
电流型逆变器的直流输入电源是一个恒定的直流电流源,需要调制的是电流,若一个矩形电流注入负载,电压波形则是在负载阻抗的作用下生成的。
在电流型逆变器中,有两种不同的方法控制基波电流的幅值,一种方法是直流电流源的幅值变化法,这种万法使得交流电输出侧的电流控制比较简单;另一种方法是用脉宽调制来控制基波电流。
详解逆变器电路工作原理
逆变器位置分布和接法
4. 逆变器的性能测试 测试电路见图9.这里测试用的输入电源采用内阻低、放电电流大(一般大于 100A )的12V 汽 车电瓶,可为电路提供充足的输入功率。测试用负载为普通的电灯泡。测试的方法是通过改 变负载大小,并测量此时的输入电流、电压以及输出电压。输出电压随负荷的增大而下降, 灯泡的消耗功率随电压变化而改变。 我们也可以通过计算找出输出电压和功率的关系。 但实 际上由于电灯泡的电阻会随受加在两端电压变化而改变, 并且输出电压、 电流也不是正弦波, 所以这种的计算只能看作是估算。
图4 MOS 场效应管电源开关电路
由以上分析我们可以画出原理图中 MOS 场效应管电路部分的工作过程(见图 5) 。工作原理 同前所述。这种低电压、大电流、频率为 50Hz 的交变信号通过变压器的低压绕组时,会在 变压器的高压侧感应出高压交流电压,完成直流到交流的转换。这里需要注意的是,在某些 情况下,如振荡部分停止工作时,变压器的低压侧有时会有很大的电流通过,所以该电路的 保险丝不能省略或短接。
图3 场效应管驱动电路
由于方波信号发生器输出的振荡信号电压最大振幅为 0~5V ,为充分驱动电源开关电路,这 里用 TR1、 TR2将振荡信号电压放大至 0~12V.如图 3所示。 2.3MOS 场效应管电源开关电路 下面简述一下用 C-MOS 场效应管 (增强型 MOS 场效应管) 组成的应用电路的工作过程 (见 图4) 。电路将一个增强型 P 沟道 MOS 场效应管和一个增强型 N 沟道 MOS 场效应管组合在 一起使用。当输入端为低电平时, P 沟道 MOS 场效应管导通,输出端与电源正极接通。当 输入端为高电平时, N 沟道 MOS 场效应管导通,输出端与电源地接通。在该电路中, P 沟 道 MOS 场效应管和 N 沟道 MOS 场效应管总是在相反的状态下工作,其相位输入端和输出 端相反。通过这种工作方式我们可以获得较大的电流输出。同时由于漏电流的影响,使得栅 压在还没有到0V ,通常在栅极电压小于 1到2V 时,MOS 场效应管既被关断。不同场效应管 其关断电压略有不同。也正因为如此,使得该电路不会因为两管同时导通而造成电源短路。
(完整word版)最常见的逆变器电路原理图
最常见的车载逆变器电路原理图见图1。
车载逆变器的整个电路大体上可分为两大部分,每部分各采用一只TL494或KA7500芯片组成控制电路,其中第一部分电路的作用是将汽车电瓶等提供的12V直流电,通过高频PWM (脉宽调制)开关电源技术转换成30kHz-50kHz、220V左右的交流电;第二部分电路的作用则是利用桥式整流、滤波、脉宽调制及开关功率输出等技术,将30kHz~50kHz、220V左右的交流电转换成50Hz、220V的交流电。
车载逆变器电路工作原理图1电路中,由芯片IC1及其外围电路、三极管VT1、VT3、MOS功率管VT2、VT4以及变压器T1组成12V直流变换为220V/50kHz交流的逆变电路。
由芯片IC2及其外围电路、三极管VT5、VT8、MOS功率管VT6、VT7、VT9、VT10以及220V/50kHz整流、滤波电路 VD5-VD8、C12等共同组成220V/50kHz高频交流电变换为220V/50Hz工频交流电的转换电路,最后通过XAC插座输出220V /50Hz交流电供各种便携式电器使用.图1中IC1、IC2采用了TL494CN(或 KA7500C)芯片,构成车载逆变器的核心控制电路.TL494CN是专用的双端式开关电源控制芯片,其尾缀字母CN表示芯片的封装外形为双列直插式塑封结构,工作温度范围为0℃—70℃,极限工作电源电压为7V~40V,最高工作频率为300kHz。
TL494芯片内置有5V基准源,稳压精度为5 V±5% ,负载能力为10mA,并通过其14脚进行输出供外部电路使用.TL494芯片还内置2只NPN功率输出管,可提供500mA的驱动能力。
TL494芯片的内部电路图1电路中IC1的15脚外围电路的R1、C1组成上电软启动电路.上电时电容C1两端的电压由0V逐步升高,只有当C1两端电压达到5V以上时,才允许 IC1内部的脉宽调制电路开始工作。
当电源断电后,C1通过电阻R2放电,保证下次上电时的软启动电路正常工作。
dc-ac逆变器dc-ac逆变器的基本原理
DC/AC逆变器,DC/AC逆变器的基本原理背景知识:DC/AC逆变技术能够实现直流电能到交流电能的转换,可以从蓄电池、太阳能电池等直流电能变换得到质量较高的、能满足负载对电压和频率要求的交流电能。
DC/AC逆变技术在交流电机的传动、不间断电源(UPS)、变频电源、有源滤波器、电网无功补偿器等许多场合得到了广泛的应用。
DC/AC逆变技术的基本原理是通过半导体功率开关器件(例如SCR,GTO,GTR,IGBT 和功率MOSFET模块等)的开通和关断作用,把直流电能变换成交流电能,因此是一种电能变换装置。
由子是通过半导体功率开关器件的开通和关断来实现电能转换的,因此转换效率比较高。
但转换输出的波形却很差,是含有相当多谐波成分的方波。
而多数应用场合要求逆变器输出的是理想的正弦波,因此如何利用半导体功率开关器件的开通和关断的转换,使逆变器输出正弦波和准正弦波就成了DC/AC逆变器技术发展中的一个主要问题。
基本原理:常用逆变器主电路的基本形式有两种分类方法:按照相数分类,可以分为单相和三相;按照直流侧波形和交流侧波形分类,可以分为电压型逆变器和电流型逆变器。
具体如下:DC/AC逆变器按拓扑结构划分,分为Buck型DC/AC逆变器,Boost型DC/AC逆变器,Buck-Boost型DC/AC逆变器。
1,Buck型DC/AC逆变器Buck型DC/AC逆变器电路基本拓扑如图所示。
采用了两组对称的Buck电路,负载跨接在两个Buck变换器的输出端,并以正弦的方式调节Buck变换器的输出电压,进行DC/AC的变换。
它包括直流供电电源Vm,输出滤波电感L1和L2,功率开关管S1-S4 。
滤波电容C1和C2,续流二极管D1-D4,以及负载电阻R。
通过滑模控制,使输出电容电压V1和V2随参考电压的变化而变化,从而使两个Buck变换器各产生一个有相同直流偏置的正弦波输出电压,并且V1和V2在相位上互差180度。
由于负载跨接在K和代的两端,则DC/AC变换器的输出电压玲为如下式所示的正弦波,图2所示即为逆变器的基本工作原理。
逆变器工作原理
逆变器电路原理分析1、逆变器的定义逆变器是通过半导体功率开关的开通和关断作用,把直流电能转变成交流电能的一种变换装置,是整流变换的逆过程。
车载逆变器的整个电路大体上可分为两大部分,每部分各采用一只TL494或KA7500芯片组成控制电路,其中第一部分电路的作用是将汽车电瓶等提供的12V直流电,通过高频PWM (脉宽调制)开关电源技术转换成30kHz-50kHz、220V左右的交流电;第二部分电路的作用则是利用桥式整流、滤波、脉宽调制及开关功率输出等技术,将30kHz~50kHz、220V左右的交流电转换成50Hz、220V的交流电。
高频升压逆变控制电路:(1)脚第一组放大器的同相输入端,检测输出电流,与3个0.33R 电阻分压,当电流过大时,分压电阻上的电压超过(2)脚基准电压,(3)脚放大器输出端输出高电平,(3)脚为高电平时,电路进入保护状态。
(2)脚为比较器的反相输入端,接(14)脚基准,作比较器的参考电压,外部输入端的控制信号可输入至脚(4)的截止时间控制端(也叫死区时间控制),与脚(1)、(2)、(15)、(16)误差放大器的输入端,其输入端点的抵补电压为120mV,其可限制输出截止时间至最小值,大约为最初锯齿波周期时间的4%。
当13脚的输出模控制端接地时,可获得96%最大工作周期,而当(13)脚接制参考电压时,可获得48%最大工作周期。
如果我们在第4脚截止时间控制输入端设定一个固定电压,其范围由0V至3.3V之间,则附加的截止时间一定出现在输出上。
(5)、(6)脚是一个固定频率的脉冲宽度调制电路,内置了线性锯齿波振荡器,振荡频率可通过外部的一个电阻和一个电容进行调节,其振荡频率如下:输出脉冲的宽度是通过电容CT上的正极性锯齿波电压与另外两个控制信号进行比较来实现。
功率输出管Q1和Q2受控于或非门。
当双稳触发器的时钟信号为低电平时才会被选通,即只有在锯齿波电压大于控制信号期间才会被选通。
什么是逆变器-逆变器原理图_逆变器工作原理
什么是逆变器?逆变器原理图_逆变器工作原理逆变器(Inverter),又称为变流器、反流器,与整流器刚好相反,是一种可将直流电转变为220V沟通电的仪器。
可分为半桥逆变器、全桥逆变器等,现已广泛适用于电脑、电视、空调、冰箱、风扇等设备中。
一、逆变器原理图逆变器由逆变桥、掌握规律和滤波电路组成,其原理图如下图所示,包括输入接口、电压启动回路、MOS开关管、直流变换回路、PWM掌握器、反馈回路、LC振荡及输出回路、负载等几个部分。
二、逆变器原理首先,让我们先来看看逆变器的各个组成部分起到的都是什么作用吧1、输入接口:在输入部分有三个接口,分别输入12V直流电压VIN、工作使能电压ENB、Panel电流掌握DIM三种信号。
其中VIN 由Adapter(适配器)供应;ENB由MCU(单片机)供应,其值为0或3V,当ENB为0V时,表示逆变器未处于正常工作状态,当ENB为3V时,表示逆变器处于正常工作状态;DIM由主板供应,其值在0~5V间变化,反馈给PWM掌握器的DIM值越小,逆变器向负载供应的电流越大。
2、电压启动回路:接收工作使能电压ENB,当ENB为3V时,点亮Panel的背光灯灯管,表示逆变器处于正常工作状态。
3、PWM掌握器:接收Panel电流掌握DIM信号,完成过压爱护、欠压爱护、短路爱护、脉冲宽度调制等功能。
4、直流变换回路:由MOS开关管和储能电感构成,当接收到12V直流电压VIN后,MOS管便开头做开关动作,使得直流电压对电感进行循环的充电放电,从而得到沟通电压。
5、LC振荡及输出回路:用以保证灯管启动时需要的1600V电压,并在其启动后将电压降至800V。
6、反馈回路:当逆变器处于正常工作状态时,用以稳定其电压输出。
总而言之,逆变器的工作原理就是首先通过震荡电路将直流电变为沟通电,其次通过线圈升压得到方形波沟通电,最终通过整流得到正弦波沟通电的过程。
第5章-逆变电路
当变化两组开关切换频率,就可变化输出交流电频
率相也;位不若也同接相。电同阻;负若载阻时感,负负载载时电,i流o相io和位u滞o旳后波于形uo相,同波,形
如图所示,设t1前S1、S4通,则uo和io均为正。 若在t1时刻断开S1、S4,合上S2、S3,则uo旳极性变负,但io 不能立即反向且仍维持原方向;
交直交变频电路由交直变换(整流)和直交变换两部分构成, 后一部分就是逆变。
3. 应用
多种直流电源,如蓄电池、干电池、太阳能电池等在向交流 负载供电时就需要逆变电路。
交流电机调速用变频器、不间断电源、感应加热电源等电力 电子装置旳关键部分都是逆变电路。
2024/9/22
5.1 换流方式
5.1.1 逆变电路旳基本工作原理 5.1.2 换流方式分类
优点:电路简朴,使用器件少。
缺陷电:容输器出串交联流,电须压控幅制值两仅者为电压Ud均/2衡,。且直流侧需要两个
应用: 常用于几kW下列旳小功率逆变电源。 单相全桥、三相桥式都可看成若干个半桥逆变电路 旳组合。
2024/9/22
5.2.1 单相电压型逆变电路
2. 全桥逆变电路
共四个桥臂,可看成两个 半桥电路组合而成。 两对桥臂交替导通180°。 输出电压和电流波形与半 桥电路形状相同,但幅值 高出一倍。 变化输出交流电压旳有效 值只能经过变化直流电压 Ud来实现。
2024/9/22
5.1.2 换流方式分类
4. 逼迫换流 举例:
设置附加旳换流电路,给欲关断旳晶闸管逼迫施加 反向电压或反向电流旳换流方式称为逼迫换流 (forced commutation), 这一般是利用附加电容上储存 旳能量来实现,故也称为电容换流。
逆变器
逆变器工作原理:大致是一个低压直流转换为一个高压交流的过程首先直流电压分两路一给前级IC供电产生一个KHZ级的控制信号一路到前级功率管由控制信号推动功率管不断开关使高频变压器初级产生低压的高频交流电(此时的交流电虽然电压低,但是频率相当高,目的就是为了能让变压器后级产生一个高的电压,前级的频率和后级输出的电压成正比,当然也要在功率管所能承受的频率范围)通过高频变压器输出高频交流电再经过快速恢复二极管全桥整流输出一个高频的几百V直流电到后级功率管然后再由后级IC产生50HZ左右的控制信号来控制后级的功率管工作然后输出220V50HZ的交流电当然一个完整的逆变器还需要一些保护电路比如过载保护温度保护高低输入电压保护和滤波电路高频电路里的滤波也相当重要应为高频容易产生一些干扰和寄生耦合所以需要滤波电路来滤除这些因素的影响来增加电路的稳定性原理大致就是这样,水平有限,望理解,希望能帮到你交流逆变器的工作原理是什么?交流逆变器原理.它首先是将交流电变为直流电.然后用电子元件对直流电进行开关.变为交流电.一般功率较大的变频器用可控硅.并设一个可调频率的装置.使频率在一定范围内可调.用来控制电机的转数.使转数在一定的范围内可调.变频器广泛用于交流电机的调速中.变频调速技术是现代电力传动技术重要发展的方向,随着电力电子技术的发展,交流变频技术从理论到实际逐渐走向成熟。
变频器不仅调速平滑,范围大,效率高,启动电流小,运行平稳,而且节能效果明显。
因此,交流变频调速已逐渐取代了过去的传统滑差调速、变极调速、直流调速等调速系统,越来越广泛的应用于冶金、纺织、印染、烟机生产线及楼宇、供水等领域。
一般分为整流电路、平波电路、控制电路、逆变电路等几大部分。
1. 整流电路整流电路的功能是把交流电源转换成直流电源。
整流电路一般都是单独的一块整流模块. 2. 平波电路平波电路在整流器、整流后的直流电压中含有电源6倍频率脉动电压,此外逆变器产生的脉动电流也使直流电压变动,为了抑制电压波动采用电感和电容吸收脉动电压(电流),一般通用变频器电源的直流部分对主电路而言有余量,故省去电感而采用简单电容滤波平波电路。
逆变器电路图介绍(TL494555作逆变器纯正弦波逆变器电路)
逆变器电路图介绍(TL494555作逆变器纯正弦波逆变器电路)逆变器电路图—最简单12v变220v逆变器以下是一款较为容易制作的逆变器电路图,可以将12V直流电源电压逆变为220V市电电压,电路由BG2和BG3组成的多谐振荡器推动,再通过BG1和BG4驱动,来控制BG6和BG7工作。
其中振荡电路由BG5与DW组的稳压电源供电,这样可以使输出频率比较稳定。
在制作时,变压器可选有常用双12V输出的市电变压器。
可根据需要,选择适当的12V蓄电池容量。
逆变器电路图—TL494逆变器电路TL494芯片400W逆变器电路图变压器功率为400VA,铁芯采用45&TImes;60mm2的硅钢片。
初级绕组采用直径1.2mm的漆包线,两根并绕2&TImes;20匝。
次级取样绕组采用0.41mm漆包线绕36匝,中心抽头。
次级绕组按230V 计算,采用0.8mm漆包线绕400匝。
开关管VT4~VT6可用60V/30A任何型号的N沟道MOS FET管代替。
VD7可用1N400X系列普通二极管。
该电路几乎不经调试即可正常工作。
当C9正极端电压为12V时,R1可在3.6~4.7kΩ之间选择,或用10kΩ电位器调整,使输出电压为额定值。
如将此逆变器输出功率增大为近600W,为了避免初级电流过大,增大电阻性损耗,宜将蓄电池改用24V,开关管可选用VDS为100V的大电流MOS FET管。
需注意的是,宁可选用多管并联,而不选用单只IDS大于50A的开关管,其原因是:一则价格较高,二则驱动太困难。
建议选用100V/32A的2SK564,或选用三只2SK906并联应用。
同时,变压器铁芯截面需达到50cm2,按普通电源变压器计算方式算出匝数和线径,或者采用废UPS-600中变压器代用。
如为电冰箱、电风扇供电,请勿忘记加入LC低通滤波器。
利用TL494组成的400W大功率稳压逆变器电路。
它激式变换部分采用TL494,VT1、VT2、VD3、VD4构成灌电流驱动电路,驱动两路各两只60V/30A的MOS FET开关管。
逆变器原理图_框图
车载逆变器的整个电路大体上可分为两大部分,每部分各采用一只TL494或KA7500芯片组成控制电路,其中第一部分电路的作用是将汽车电瓶等提供的12V直流电,通过高频PWM (脉宽调制)开关电源技术转换成30kHz-50kHz、220V左右的交流电;第二部分电路的作用则是利用桥式整流、滤波、脉宽调制及开关功率输出等技术,将30kHz~50kHz、220V左右的交流电转换成50Hz、220V的交流电。
图1电路中,由芯片IC1及其外围电路、三极管VT1、VT3、MOS功率管VT2、VT4以及变压器T1组成12V直流变换为220V/50kHz交流的逆变电路。
由芯片IC2及其外围电路、三极管VT5、VT8、MOS功率管VT6、VT7、VT9、VT10以及220V/50kHz整流、滤波电路VD5-VD8、C12等共同组成220V/50kHz高频交流电变换为220V/50Hz工频交流电的转换电路,最后通过XAC插座输出220V/50Hz交流电供各种便携式电器使用。
图1中IC1、IC2采用了TL494CN(或KA7500C)芯片,构成车载逆变器的核心控制电路。
TL494CN是专用的双端式开关电源控制芯片,其尾缀字母CN表示芯片的封装外形为双列直插式塑封结构,工作温度范围为0℃-70℃,极限工作电源电压为7V~40V,最高工作频率为300kHz。
TL494芯片内置有5V基准源,稳压精度为5 V±5%,负载能力为10mA,并通过其14脚进行输出供外部电路使用。
TL494芯片还内置2只NPN图二本逆变器输入端为汽车蓄电池(+12V,4.5Ah),输出端为工频方波电压(50Hz,220V)。
其系统主电路和控制电路框图如图1所示,采用了典型的二级变换,即DC/DC变换和DC/AC逆变。
12V直流电压通过推挽式变换逆变为高频方波,经高频升压变压器升压,再整流滤波得到一个稳定的约320V直流电压;然后再由桥式变换以方波逆变的方式,将稳定的直流电压逆变成有效值稍大于220V的方波电压,以驱动负载。
逆变器作业原理及电路图
逆变器作业原理及电路图逆变器作业原理
逆变器的作业原理:
1.直流电能够经过哆嗦电路变为沟通电
2.得到的沟通电再经过线圈升压(这时得到的是方形波的沟通电)
3.对得到的沟通电进行整流得到正弦波
AC-DC就比照简略了咱们知道二极管有单导游电性
能够用二极管的这一特性连成一个电桥
让一端一贯是流入的另一端一贯是流出的这就得到了电压正弦改动的直流电假定需求滑润的直流电还需求进行整流简略的办法便是联接一个电容
一,经过三极管,等电子元件的开开关关,将直流电改动为方波沟通电。
二,将方波沟通电滤波变为正弦沟通电。
三,用变压器升压为220V的电压。
1。
逆变器的等效电路图
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a
变成
p a p p (a ) 2 90 2 19
换流的几个角度
为描述整流器工作方式, 我们用了以下几个角度: α=触发延迟角; μ=叠弧角; δ=熄弧延迟角 =α+μ。
以晶闸管3为例:
①触发角从b相电压在三相电压中开始 最大开算算起 ②从其换相电压uba为零时刻算起
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20
自然换向点,是各相晶闸管能导通的最早时刻,将 其作为晶闸管控制角的起点
a电压最高 wt=30°
b电压最高 wt=150°
c电压最高 wt=270°
u d
u u ab ac
u u u u u u bc ba ca cb ab ac
O
wt
c电压最低wt=90° 2018/10/9
负号表示方向
3wL Vd 1.35U l cosa Id p 3wL 1.35U l cos(p b ) Id p 3wL (1.35U l cos b Id ) p
3wL Vd 1.35U l cos b Id p
15
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3wL U d 1.35U l cos b Id p
Vd 0 Vd (cosa cos ) 0 2
可见,叠弧现象的影响是转折点
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a
变成
p a p p (a ) 2 90 2 18
整流器与逆变器的转折点 三、逆变器交直流数量关系表达式
1.若不考虑换相重叠现象,则 2.若考虑换相重叠现象,则
1.若不考虑换相重叠现象,则 2.若考虑换相重叠现象,则
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逆变器原理及电路图2009-09-10 21:52场上常见款式车载逆变器产品的主要指标输入电压:DC 10V~14.5V;输出电压:AC 200V~220V±10%;输出频率:50Hz±5%;输出功率:70W ~150W;转换效率:大于85%;逆变工作频率:30kHz~50kHz。
二常见车载逆变器产品的电路图及工作原理目前市场上销售量最大、最常见的车载逆变器的输出功率为70W-150W,逆变器电路中主要采用TL494或KA7500芯片为主的脉宽调制电路。
一款最常见的车载逆变器电路原理图见图1。
车载逆变器的整个电路大体上可分为两大部分,每部分各采用一只TL494或KA7500芯片组成控制电路,其中第一部分电路的作用是将汽车电瓶等提供的12V直流电,通过高频PWM (脉宽调制)开关电源技术转换成30kHz-50kHz、220V左右的交流电;第二部分电路的作用则是利用桥式整流、滤波、脉宽调制及开关功率输出等技术,将30kHz~50kHz、220V左右的交流电转换成50Hz、220V的交流电。
[img]/UploadFiles/200942618167800.jpg[/img]1.车载逆变器电路工作原理图1电路中,由芯片IC1及其外围电路、三极管VT1、VT3、MOS功率管VT2、VT4以及变压器T1组成12V直流变换为220V/50kHz交流的逆变电路。
由芯片IC2及其外围电路、三极管VT5、VT8、MOS功率管VT6、VT7、VT9、VT10以及220V/50kHz整流、滤波电路VD5-VD8、C12等共同组成220V/50kHz高频交流电变换为220V/50Hz工频交流电的转换电路,最后通过XAC插座输出220V/50Hz交流电供各种便携式电器使用。
图1中IC1、IC2采用了TL494CN(或KA7500C)芯片,构成车载逆变器的核心控制电路。
TL494CN是专用的双端式开关电源控制芯片,其尾缀字母CN表示芯片的封装外形为双列直插式塑封结构,工作温度范围为0℃-70℃,极限工作电源电压为7V~40V,最高工作频率为300kHz。
TL494芯片内置有5V基准源,稳压精度为5 V±5%,负载能力为10mA,并通过其14脚进行输出供外部电路使用。
TL494芯片还内置2只NPN功率输出管,可提供500mA的驱动能力。
TL494芯片的内部电路如图2所示。
[img]/UploadFiles/2009426181249965.jpg[/img]图1电路中IC1的15脚外围电路的R1、C1组成上电软启动电路。
上电时电容C1两端的电压由0V逐步升高,只有当C1两端电压达到5V以上时,才允许IC1内部的脉宽调制电路开始工作。
当电源断电后,C1通过电阻R2放电,保证下次上电时的软启动电路正常工作。
IC1的15脚外围电路的R1、Rt、R2组成过热保护电路,Rt为正温度系数热敏电阻,常温阻值可在150 Ω~300Ω范围内任选,适当选大些可提高过热保护电路启动的灵敏度。
热敏电阻Rt安装时要紧贴于MOS功率开关管VT2或VT4的金属散热片上,这样才能保证电路的过热保护功能有效。
IC1的15脚的对地电压值U是一个比较重要的参数,图1电路中U≈Vcc×R2÷ (R1+Rt+R2)V,常温下的计算值为U≈6.2V。
结合图1、图2可知,正常工作情况下要求IC1的15脚电压应略高于16脚电压(与芯片14脚相连为5V),其常温下6.2V的电压值大小正好满足要求,并略留有一定的余量。
当电路工作异常,MOS功率管VT2或VT4的温升大幅提高,热敏电阻Rt的阻值超过约4kΩ时,IC1内部比较器1的输出将由低电平翻转为高电平,IC1的3脚也随即翻转为高电平状态,致使芯片内部的PWM 比较器、“或”门以及“或非”门的输出均发生翻转,输出级三极管VT1和三极管VT2均转为截止状态。
当IC1内的两只功率输出管截止时,图1电路中的VT1、VT3将因基极为低电平而饱和导通,VT1、VT3导通后,功率管VT2和VT4将因栅极无正偏压而处于截止状态,逆变电源电路停止工作。
IC1的1脚外围电路的VDZ1、R5、VD1、C2、R6构成12V输入电源过压保护电路,稳压管VDZ1的稳压值决定了保护电路的启动门限电压值,VD1、C2、R6还组成保护状态维持电路,只要发生瞬间的输入电源过压现象,保护电路就会启动并维持一段时间,以确保后级功率输出管的安全。
考虑到汽车行驶过程中电瓶电压的正常变化幅度大小,通常将稳压管VDZ1的稳压值选为15V或16V较为合适。
IC1的3脚外围电路的C3、R5是构成上电软启动时间维持以及电路保护状态维持的关键性电路,实际上不管是电路软启动的控制还是保护电路的启动控制,其最终结果均反映在IC1的3脚电平状态上。
电路上电或保护电路启动时,IC1的3脚为高电平。
当IC1的3脚为高电平时,将对电容C3充电。
这导致保护电路启动的诱因消失后,C3通过R5放电,因放电所需时间较长,使得电路的保护状态仍得以维持一段时间。
当IC1的3脚为高电平时,还将沿R8、VD4对电容C7进行充电,同时将电容C7两端的电压提供给IC2的4脚,使IC2的4脚保持为高电平状态。
从图2的芯片内部电路可知,当4脚为高电平时,将抬高芯片内死区时间比较器同相输入端的电位,使该比较器输出保持为恒定的高电平,经“或”门、“或非”门后使内置的三极管VT1和三极管VT2均截止。
图1电路中的VT5和VT8处于饱和导通状态,其后级的MOS管VT6和VT9将因栅极无正偏压而都处于截止状态,逆变电源电路停止工作。
IC1的5脚外接电容C4(472)和6脚外接电阻R7(4k3)为脉宽调制器的定时元件,所决定的脉宽调制频率为fosc=1.1÷ (0.0047×4.3)kHz≈50kHz。
即电路中的三极管VT1、VT2、VT3、VT4、变压器T1的工作频率均为50kHz左右,因此T1应选用高频铁氧体磁芯变压器,变压器T1的作用是将12V脉冲升压为220V的脉冲,其初级匝数为20×2,次级匝数为380。
IC2的5脚外接电容C8(104)和6脚外接电阻R14(220k)为脉宽调制器的定时元件,所决定的脉宽调制频率为fosc=1.1÷ (C8×R14)=1.1÷(0.1×220)kHz≈50Hz。
R29、R30、R27、C11、VDZ2组成XAC插座220V输出端的过压保护电路,当输出电压过高时将导致稳压管VDZ2击穿,使IC2的4脚对地电压上升,芯片IC2内的保护电路动作,切断输出。
车载逆变器电路中的MOS管VT2、VT4有一定的功耗,必须加装散热片,其他器件均不需要安装散热片。
当车载逆变器产品持续应用于功率较大的场合时,需在其内部加装12V小风扇以帮助散热。
2.电路中的元器件参数电路中各元器件的参数列于附表。
[img]/UploadFiles/2009426181339217.jpg[/img]三.车载逆变器产品的维修要点由于车载逆变器电路一般都具有上电软启动功能,因此在接通电源后要等5s-30s后才会有交流220V 的输出,同时LED指示灯点亮。
当LED指示灯不亮时,则表明逆变电路没有工作。
当接通电源30s以上,LED指示灯还没有点亮时,则需要测量XAC输出插座处的交流电压值,若该电压值为正常的220V左右,则说明仅仅是LED指示灯部分的电路出现了故障;若经测量XAC输出插座处的交流电压值为0,则说明故障原因为逆变器前级的逆变电路没有工作,可能是芯片IC1内部的保护电路已经启动。
判断芯片IC1内部保护电路是否启动的方法是:用万用表的直流电压挡测量芯片IC1的3脚对地直流电压值,若该电压在1V以上则说明芯片内部的保护电路已经启动了,否则说明故障原因是非保护电路动作所致。
若芯片IC1的3脚对地电压值在1V以上,表明芯片内部的保护电路已启动时,需进一步用万用表的直流电压挡测试芯片IC1的15、16脚之间的直流电压,以及芯片IC1的1、2脚之间的直流电压。
正常情况下,图1电路中芯片IC1的15脚对地直流电压应高于16脚对地直流电压,2脚对地的直流电压应高于1脚对地的直流电压,只有当这两个条件同时得到满足时,芯片IC1的3脚对地直流电压才能为正常的0V 左右,逆变电路才能正常工作。
若发现某测试电压不满足上述关系时,只需按相应支路去查找故障原因,即可解决问题。
四.车载逆变器产品的主要元器件参数及代换图1电路中的主要器件有驱动管SS8550、KSP44,MOS功率开关管IRFZ48N、IRF740A,快恢复整流二极管HER306以及PWM 控制芯片TL494CN (或KA7500C)。
SS8550为TO-92形式封装的PNP型三极管。
其引脚电极的识别方法是,当面向三极管的印字标识面时,引脚1为发射极E、2为基极B、3为集电极C。
SS8550的主要参数指标为:BVCBO=-40V,BVCEO=-25V,VCE(S)=-0.28V, VBE(ON)=-0.66V ,fT=200MHz,ICM=1.5A,PCM=1W,TJ= 150℃ ,hFE=85~160(B)、120~200(C)、160~300(D)。
与TO-92形式封装的SS8550相对应的表贴器件型号为S8550LT1,其封装形式为SOT-23。
SS8550为目前市场上较为常见、易购的三极管,价格也比较便宜,单只售价仅0.3元左右。
KSP44为TO-92形式封装的NPN型三极管。
其引脚电极的识别方法是,当面向三极管的印字标识面时,其引脚1为发射极E、2为基极B、3为集电极C。
KSP44的主要参数指标为:BVCBO=500V ,BVCEO=400V,VCE(S)=0.5V ,VBE(ON)=0.75V ,ICM=300mA ,PCM=0.625W ,TJ=150℃,hFE=40~200。
KSP44为电话机中常用的高压三极管,当KSP44损坏而无法买到时,可用日光灯电路中常用的三极管KSE13001进行代换。
KSE13001为FAIRCHILD公司产品,主要参数为BVCBO=400V,BVCEO=400V,ICM=100mA,PCM=0.6W,hFE=40~80。
KSE13001的封装形式虽然同样为TO-92,但其引脚电极的排序却与KSP44不同,这一点在代换时要特别注意。
KSE13001引脚电极的识别方法是,当面向三极管的印字标识面时,其引脚电极1为基极B、2为集电极C、3为发射极E。
IRFZ48N为TO-220形式封装的N沟道增强型MOS快速功率开关管。
其引脚电极排序1为栅极G、2为漏极D、3为源极S。