发布时间：2024-12-22 09:00:13 人气：
逆变器的工作原理是什么 逆变器使用注意事项
逆变器是一种DC to AC的变压器，它其实与转化器是一种电压逆变的过程。逆变器转换器是将电网的交流电压转变为稳定的12V直流输出，而逆变器是将Adapter输出的12V直流电压转变为高频的高压交流电；两个部分同样都采用了用得比较多的脉宽调制(PWM)技术。其核心部分都是一个PWM集成控制器，Adapter用的是UC3842，逆变器则采用TL5001芯片。TL5001的工作电压范围3.6～40V，其内部设有一个误差放大器，一个调节器、振荡器、有死区控制的PWM发生器、低压保护回路及短路保护回路等。
输入接口部分：输入部分有3个信号，12V直流输入VIN、工作使能电压ENB及Panel电流控制信号DIM。VIN由Adapter提供，ENB电压由主板上的MCU提供，其值为0或3V，当ENB=0时，逆变器不工作，而ENB=3V时，逆变器处于正常工作状态；而DIM电压由主板提供，其变化范围在0～5V之间，将不同的DIM值反馈给PWM控制器反馈端，逆变器向负载提供的电流也将不同，DIM值越小，逆变器输出的电流就越大。
电压启动回路：ENB为高电平时，逆变器输出高压去点亮Panel的背光灯灯管。
PWM控制器：有以下几个功能组成：内部参考电压、误差放大器、振荡器和PWM、过压保护、欠压保护、短路保护、输出晶体管。
直流变换：由MOS开关管和储能电感组成电压变换电路，输入的脉冲经过推挽放大器放大后驱动MOS管做开关动作，使得直流电压对电感进行充放电，这样电感的另一端就能得到交流电压。
LC振荡及输出回路：保证灯管启动需要的1600V电压，并在灯管启动以后将电压降至800V。
输出电压反馈：当负载工作时，反馈采样电压，起到稳定逆变器电压输出的作用。
直流电压要一致。逆变器输出功率必须大于电器的使用功率，特别对于启动时功率大的电器，如冰箱、空调，还要留大些的余量。正、负极必须接正确逆变器接入的直流电压标有正负极。红色为正极( )，黑色为负极(—)，蓄电池上也同样标有正负极，红色为正极( )，黑色为负极(—)，连接时必须正接正(红接红)，负接负(黑接黑)。连接线线径必须足够粗，并且尽可能减少连接线的长度。
应放置在通风、干燥的地方，谨防雨淋，并与周围的物体有20cm以上的距离，远离易燃易爆品，切忌在该机上放置或覆盖其它物品，使用环境温度不大于40℃。
充电与逆变不能同时进行。即逆变时不可将充电插头插入逆变输出的电气回路中。两次开机间隔时间不少于5秒(切断输入电源)。请用干布或防静电布擦拭以保持机器整洁。在连接机器的输入输出前，请首先将机器的外壳正确接地。为避免意外，严禁用户打开机箱进行操作和使用。怀疑机器有故障时，请不要继续进行操作和使用。在连接蓄电池时，确认手上没有其它金属物，以免发生蓄电池短路，灼伤人体。
使用环境，基于安全和性能的考虑，安装环境应具备以下条件：1)干燥：不能浸水或淋雨;2) 阴凉：温度在0℃与40℃之间;3)通风：保持壳体上5CM内无异物,其它端面通风良好。
家用逆变器如何接地
家用逆变器接地主要是为了保护人身安全和设备的正常运行，确保在出现漏电或短路时，电流能安全地导入地下，避免造成电击或火灾事故。 接地是电气安全的重要措施之一，对于家用逆变器来说也不例外。逆变器作为将直流电转换为交流电的设备，在其工作过程中，如果内部或外部出现绝缘损坏，就可能导致电流泄漏。如果这些泄漏的电流没有得到有效引导，就可能对人体构成威胁，或者引发火灾。因此，家用逆变器必须正确接地。 接地的方式通常是将逆变器的接地端子与建筑物的接地系统连接起来。建筑物的接地系统一般由接地电极和接地导线组成，它们共同构成了一个低电阻的电流通道，能够将电流安全地导入地下。在进行接地时，需要确保接地端子的接触良好，接地导线的电阻值符合规定，以保证接地效果。 同时，家用逆变器在接地时还需要注意一些细节。例如，接地导线的截面积应足够大，以承受可能流过的电流；接地端子和接地导线之间的连接应牢固可靠，防止因松动或腐蚀导致接触电阻增大；逆变器的安装位置也应考虑接地便利性，尽可能靠近建筑物的接地系统。 此外，对于家用逆变器的接地，还应定期进行检查和维护。检查接地端子和接地导线的连接是否牢固，接地系统的电阻值是否在规定范围内，以及接地系统周围是否有影响接地效果的因素。如果发现任何问题，应及时进行处理，以确保逆变器的接地始终保持良好的状态。 综上所述，家用逆变器接地是一项重要的电气安全措施，通过正确接地可以有效保护人身安全和设备的正常运行。在进行接地时，需要遵循相关的电气安全规定和标准，确保接地系统的可靠性和有效性。简单的逆变器电路图分析
这里提供的逆变器电路图分析，主要由MOS场效应管和电源变压器构成，其输出功率依赖于这些元件的功率，省去了复杂的变压器绕制，适合电子爱好者业余制作。接下来，将详细介绍逆变器的工作原理及制作过程。
**电路图**
**工作原理**
首先，详细介绍这个逆变器的工作原理。方波信号发生器（见图3）采用六反相器CD4069构成。电路中的R1是补偿电阻，用于改善由于电源电压变化导致的振荡频率不稳定。电路的振荡是通过电容C1的充放电完成的，其振荡频率为f=1/2.2RC。图示电路的最大频率为fmax=1/2.2×3.3×10^3×2.2×10^-6=62.6Hz，最小频率fmin=1/2.2×4.3×10^3×2.2×10^-6=48.0Hz。由于元件误差，实际值可能略有差异。多余的反相器输入端接地，以避免影响其他电路。
**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的最大振幅为0~5V，为充分驱动电源开关电路，使用TR1和TR2将振荡信号电压放大至0~12V（见图4）。这是该装置的核心部分，在介绍该部分工作原理之前，先简单解释MOS场效应管的工作原理。
**MOS场效应管工作原理**
MOS场效应管也称为金属氧化物半导体场效应管，其缩写为MOSFET。它通常有耗尽型和增强型两种。本文使用的是增强型MOS场效应管，其内部结构见图5。它可分为NPN型和PNP型。NPN型通常称为N沟道型，PNP型也称为P沟道型。由图可知，对于N沟道的场效应管，其源极和漏极接在N型半导体上，同样，对于P沟道的场效应管，其源极和漏极则接在P型半导体上。我们知道，一般三极管是由输入的电流控制输出的电流。但对于场效应管，其输出电流是由输入的电压（或称电场）控制，可以认为输入电流极小或没有输入电流，这使得该器件有很高的输入阻抗，同时这也是我们称之为场效应管的原因。
**场效应管应用电路工作过程**
对于场效应管（见图7），在栅极没有电压时，由前面分析可知，在源极与漏极之间不会有电流流过，此时场效应管处于截止状态（图7a）。当有一个正电压加在N沟道的MOS场效应管栅极上时，由于电场的作用，此时N型半导体的源极和漏极的负电子被吸引出来而涌向栅极，但由于氧化膜的阻挡，使得电子聚集在两个N沟道之间的P型半导体中（见图7b），从而形成电流，使源极和漏极之间导通。我们也可以想象为两个N型半导体之间为一条沟，栅极电压的建立相当于为它们之间搭了一座桥梁，该桥的大小由栅压的大小决定。图8给出了P沟道MOS场效应管的工作过程，其工作原理类似，不再重复。
**逆变器电路部分工作过程**
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10）。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。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。
**制作要点**
电路板见图11。所用元器件可参考图12。逆变器用的变压器采用次级为12V、电流为10A、初级电压为220V的成品电源变压器。P沟道MOS场效应管（2SJ471）最大漏极电流为30A，在场效应管导通时，漏-源极间电阻为25毫欧。此时如果通过10A电流时会有2.5W的功率消耗。N沟道MOS场效应管（2SK2956）最大漏极电流为50A，场效应管导通时，漏-源极间电阻为7毫欧，此时如果通过10A电流时消耗的功率为0.7W。由此我们也可知在同样的工作电流情况下，2SJ471的发热量约为2SK2956的4倍。所以在考虑散热器时应注意这点。图13展示本文介绍的逆变器场效应管在散热器（100mm×100mm×17mm）上的位置分布和接法。尽管场效应管工作于开关状态时发热量不会很大，出于安全考虑这里选用的散热器稍偏大。
**逆变器的性能测试**
测试电路见图14。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。其测试结果见电压、电流曲线关系图（图15a）。可以看出，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。以负载为60W的电灯泡为例：
假设灯泡的电阻不随电压变化而改变。因为R灯=V^2/W=210^2/60=735Ω，所以在电压为208V时，W=V^2/R=208^2/735=58.9W。由此可折算出电压和功率的关系。通过测试，我们发现当输出功率约为100W时，输入电流为10A。此时输出电压为200V。
怎么连接地线是最标准的，能起到保障的作用吗？
最近，一个朋友咨询逆变器在同一个地方反复遭遇雷击中。
根据安装商的陈述，防雷系统是按照标准设计的，避雷针、防雷带、接地体等设施也是规范的，逆变器还配备了二次防雷模块。他不知道有什么问题。
有了这个疑问，技术人员实地参观了这个项目。在逆变器的安装现场，技术人员立即发现了原因。原安装人员将逆变器的接地线直接连接到避雷针下方的铝排上，光伏避雷变为了引雷。
如何连接地线是最标准的，能起到保障的作用吗？
首先了解光伏系统接地多用途：
1)防雷接地，将雷电引向地面，防止雷电流造成对人身的冲击或财产损失。由于光伏发电系统的主要部件安装在室外，且面积大，存在直接和间接的雷电危害。同时，光伏发电系统与相关的电气设备和建筑物直接相连，因此对光伏系统的雷击也将涉及相关的设备、建筑物和电气负载等。为了避免雷击对光伏发电系统的损害，就需要设置防雷与接地系统进行防护。
2)安全性等电位连接，避免用电设备因为绝缘层脆化、毁坏造成触电事故、火情等安全事件。光伏电站设备寿命是25年，而且放在户外，容易受到外界影响，设备接地后，就可以减少事故的发生。
3)逆变器参考电位。理想的参考地可以为系统(设备)中的任何信号提供公共参考电位。地面可以被认为是一个电阻很低、电容很大的物体。它具有吸收无限电荷的能力，并且在吸收大量电荷后能保持电位不变。它通常用作电气系统中的参考地。
电网侧的电压也是把大地做为零电位。大地为零电位下，逆变器的交流电压和直流电压检测将更准确、更稳定；检测组件对地的漏电流也需要作为一个基准点。
4 )防止电磁干扰的屏蔽接地，逆变器是将直流转换为交流的设备，内部有电力电子转换，频率一般为5~20k Hz，因此会产生交变电场，故也会产生电磁辐射。
外部电磁干扰对逆变器的运行也有影响，将电磁干扰源导入大地，可以抑制外部电磁干扰对逆变器的影响，减少逆变器产生的干扰对其他电子设备的影响。
5)防组件出现PID，PID效应(Potential Induced Degradation)全称为电势诱导衰减。
PID的直接危害是大量电荷积聚在电池片表面，使电池表面钝化。PID效应的危害使得逆变器功率急剧衰减，降低了太阳能电站的输出功率，降低了发电量，降低了太阳能电站的电站收入。采用直接接地系统或者虚拟接地系统，可以延缓组件的衰减，而这个接地一直是通过逆变器来实现的。
光伏发电系统的接地的要求
在光伏系统的安装中，组件需要接地线，逆变器也需要接地线，组件和逆变器的接地线是否可以连接在一起，是否可以省去多根接地线？
原理上，尽量不要将安全接地和工作接地接一起。 因为安全接地不经常发生，但当发生时，电流很大，电压相对较高，所以属于强电。
而工作接地，和逆变器 PCB弱电部分相连接，电流很小，电压也很低，是属于弱电。强电和弱电是不能接在一起的。
防雷接地：包括避雷针(带)、引下线、接地体等，要求接地电阻小于10欧姆，并最好考虑单独设置接地体。
条件许可时，防雷接地系统应尽量单独设置，不与其他接地系统共用，并保证防雷接地系统的接地体与公用接地体在地下的距离保持在3m以上。
逆变器一般有两个接地点，壳接地点和接线端子接地点，壳接地点为防雷接地和安全接地，最好分别引一条接地线，再与埋在地下的接地带连接。
如果条件限制，或者电站位置较低，周围有高大建筑物，可以和组件系统的接地点接在一起，但不要和避雷针的接在一起，要离避雷针尽量远一些的防雷带接在一起。
逆变器的接线端子接地点，是工作接地，主要作用是逆变器的参考电位，EMC屏蔽接地，PID防护接地，这个需要 准确的电位，因此要和电网端地线接在一起。
总结
最适合的接地配线方案:组件防雷，逆变器机壳接地点应单独将一根接地线引至接地体。
变频器的连接端子的接地点和电网的接地点相连接。
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