tJ逆变器 车载逆变器的参数原理

车载逆变器的参数原理

一、市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。　⒈车载逆变器电路工作原理　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。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。　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。
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，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
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。IRFZ48N的主要参数指标为：VDss=55V，ID=66A，Ptot=140W，TJ=175℃，RDS(ON）≤16mΩ。　当IRFZ48N损坏无法买到时，可用封装形式和引脚电极排序完全相同的N沟道增强型MOS开关管IRF3205进行代换。IRF3205的主要参数为VDss=55V，ID=110A，RDS(ON）≤8mΩ。其市场售价仅为每只3元左右。　IRF740A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。　IRF740A的主要参数指标为：VDSS=400V ，ID=10A，Ptot=120W ，RDS(ON）≤550mΩ。　当IRF740A损坏无法买到时，可用封装形式和引脚电极排序完全相同的N 沟道增强型MOS 开关管IRF740B、IRF740或IRF730进行代换。IRF740、IRF740B的主要参数与IRF740A完全相同。IRF730的主要参数为VDSS=400V，ID=5.5A，RDS(ON）≤1Ω。其中IRF730的参数虽然与IRF740系列的相比略差，但对于150W以下功率的逆变器来说，其参数指标已经是绰绰有余了。　HER306为3A、600V的快恢复整流二极管，其反向恢复时间Trr=100ns，可用HER307（3A、800V）或者HER308（3A、1000V）进行代换。对于150W以下功率的车载逆变器，其中的快恢复二极管HER306可以用BYV26C或者最容易购买到的FR107进行代换。BYV26C为1A、600V的快恢复整流二极管，其反向恢复时间Trr=30ns；FR107为1A、1000V的快恢复整流二极管，其反向恢复时间= 100ns。从器件的反向恢复时间这一参数指标考虑，代换时选用BYV26C更为合适些。　TL494CN、KA7500C为PWM控制芯片。对目前市场上的各种车载逆变器产品进行剖析可以发现，有的车载逆变器产品中使用了两只TL494CN芯片，有的是使用了两只KA7500C芯片，还有的是两种芯片各使用了一只，更为离奇的是，有的产品中居然故弄玄虚，将其中的一只TL494CN或者KA7500C芯片的标识进行了打磨，然后标上各种古怪的芯片型号，让维修人员倍感困惑。实际上只要对照芯片的外围电路一看，就知道所用的芯片必定是TL494CN或者KA7500C。　经仔细查阅、对比TL494CN、KA7500C两种芯片的原厂pdf资料，发现这两种芯片的外部引脚排列完全相同，就连其内部的电路也几乎完全相同，区别仅仅是两种芯片的内部运放输入端的基准源大小略微有点差别，对电路的功能和性能没有影响，因此这两种芯片完全可以相互替代使用，并且代换时芯片的外围电路的参数不必做任何的修改。经实际使用过程中的成功代换经验，也证实了这种代换的可行性和代换后电路工作性能的可靠性。

ASEMI逆变器整流桥GBU812的参数是多少？

GBU812参数描述：
型号：GBU812
最大峰值反向电压(VRRM)：1200V
平均整流正向电流(IF)：8A
正向浪涌电流(IFSM)：200A
工作接点温度和储存温度(TJ, Tstg)：-55 to +150℃
最大热阻(RθJC)：2.2℃/W
正向电压(VF)：1.1V
最大瞬时反向电流(IR)：5uA
热容值i2t：166 A2S
绝缘耐压Visol：2500V
GBU812封装规格：
封装：GBU-4
总长度：36.6mm
本体长度：18.5mm
引脚长度：18.1mm
宽度：22.1mm
高度：3.5mm
脚间距：5.08mm
GBU812特征：
GPP芯片
低反向漏电流
高耐浪涌电流能力
接线端与壳体间绝缘耐压2500V
GBU812机械参数：
本体：塑封
标识/极性：本体标记
重量：约3.85克

PWM逆变器是什么？

此电流通过电机内部的寄生电容产生流入地线的漏电流。漏电流过大将对电源产生电磁干扰，还会使电机轴承过早毁坏，从而影响系统运行的可靠性。文中提出了一种新颖的可以有效消除脉冲宽度调制（PWM）逆变器产生的共模电压的有源滤波器。这个有源滤波器由一个单相逆变器和一个五绕组共模变压器组成，可以产生与PWM逆变器输出的电压幅值相等，相位相反的共模电压，通过五绕组共模变压器叠加到逆变器输出中，从而有效消除感应电机端的共模电压。这种有源滤波器结构简单，控制容易。文中通过理论分析，仿真和实验结果证明了这种结构的有效性。 高速电力半导体器件如绝缘栅双极晶体管(IGBT)的发展使电压源型脉宽调制逆变器的载波频率大大提高（如20 kHz），高开关频率以及零开关损耗方案可显着提高PWM变频器的性能。但在PWM变频器的应用中，出现了一些负面问题。 例如，传统的IGBT的控制策略使PWM逆变器输出产生了共模电压。共模电压使IGBT在高速开关期间，产生充放电电流。电流通过电机内部的寄生电容产生流入地线的漏电流，漏电流过大将引起电机保护电路的误动作；频率从100 kHz到几兆范围变化的漏电流经地线流回系统的三相电源中，产生电磁干扰(EMI) ，影响电网上的其他设备的正常运行；轴电压和轴承电流过大使电机轴承过早毁坏 。为抑制逆变器输出的共模电压，提高系统的可靠性，传统的方法是采用转轴接地，轴承绝缘，具有传导性的润滑剂等来降低轴电流，保护电机轴承，但是电机端共模电压仍然存在。电机负载运行时，共模电压仍会通过负载轴承产生具有破坏性的电流。为此开始采用由无源器件组成的滤波器，这类方法对消除过电压的影响非常有效，但载波频率发生变化时，对降低逆变器输出中的谐波成分的作用非常有限。 因此，近年来开始尝试用有源器件来消除这些负面影响。Alexander Julian等提出了四相逆变器来消除共模电压，这种方法会产生严重的开关损耗和谐波失真。Annette Jouanne提出双桥逆变器(DBI)用于消除电机共模电压和由此产生的轴承漏电流，这种方法增加了一个三相逆变器及相应的驱动设备，所采用电机的定子必须有两套绕组，从而限制了这种方法的应用范围。

逆变器原理

逆变器（inverter）是把直流电能（电池、蓄电瓶）转变成交流电（一般为220v50HZ正弦或方波）。应急电源，一般是把直流电瓶逆变成220V交流的。通俗的讲，逆变器是一种将直流电（DC）转化为交流电（AC）的装置。它由逆变桥、控制逻辑和滤波电路组成。

逆变器是什么，它的原理是什么？

1.什么是逆变器，它起作用是什么？
简单来说，逆变器就是一种将低压《12V/24V/48V/60V/72伏等》直流电转变为220V伏交流电的电子设备。日常生活中通常是将200伏交流电来带动电器使用，逆变器的作用就与此相反，所以简称为“逆变器”。我们处在一个“移动”时代，移动办公、移动休闲娱乐，在移动的生活状态下，不但需要由电池或电瓶供给低压直流电，也更需要在日常环境不可或缺少的220伏交流市电，逆变器就是能满足我们这方面的需求。
2.按输出波形划分，逆变器分为几类？
主要分两类，正弦波逆变器和方波逆变器。正弦波逆变器输出跟我们日常使用的电网一样，方波逆变器输出是模拟市电。方波逆变器也可以叫做修正逆变器，修正逆变器一般是带阻性电器，因为修正逆变器是模拟市电的，不支持带感性电器，而正弦波逆变器就是跟市电一致的，能带动感性电器和阻性电器。
3.什么是“感性负载”？
简单来说，用电磁感应原理制作的大功率电子产品，如电动机、压缩机、电器、LED灯等等。这类产品启动时需要一个维持正常运转所需电流大得多{大约在3-7倍}的启动电流。比如感性负载在接通电源或者断开电源一瞬间，这种电压的峰值远远大于逆变器所能承受的电压值，很容易引起逆变器的瞬时超载，影响逆变器的使用寿命。
4.什么是逆变器的效率？
逆变器在工作时其本身也要消耗一部分电力，它的输入功率要大于它的输出功率。也就是说逆变器的效率是逆变器输入功率与输出功率之比。一台逆变器输入了100瓦的直流电，输出了80瓦的交流电，那么，它的效率就是80％。
逆变器的特点：
1.转换效率高、启动快；
2.安全性能好：产品具备短路、过载、过/欠电压、低压、反接、超温7种保护功能；
3.物理性能良好：产品采用全铝质外壳，散热性能好，表面硬氧化处理，耐摩擦性能好，并可抗一定外力的挤压或碰击，采用进口材料制作，绿色环保，带负载适应性与稳定性强。
逆变器的工作效率：
逆变器在工作时其本身也要消耗一部分电力，因此，它的输入功率要大于它的输出功率。逆变器的效率即是逆变器输出功率与输入功率之比，即逆变器效率为输出功率比上输入功率。如一台逆变器输入了100瓦的直流电，输出了90瓦的交流电，那么，它的效率就是90%。
逆变器的使用范围：
1.使用办公设备（如：电脑、传真机、打印机、扫描仪等）；
2.使用生活电器（如：游戏机、DVD、音响、摄像机、照明灯具等）；
3.或需要给电池（手机、电动剃须刀、数码相机、摄像机等电池）充电时；
4.使用家用电器（电饭锅、水壶、电视机、电风扇等）；
5.工地使用电器（水泵、电砖、打钉机等）
逆变器的使用事项：
电瓶的电压必须和逆变器的电压相符（如12V的电瓶必须选择12V的逆变器）.2.用夹子线把逆变器与电瓶的两个正负极接口连接起来，逆变器的正极（红色）接到电瓶的正极，逆变器的负极（黑色）接到电瓶的负极.3.把需要带动的电器的插头插到到逆变器的输出口，然后打开逆变电源的开关，打开电器的开关，电器就可以正常工作了。简单的说就是通过逆变电源将电瓶里面的低压直流电转换成高压交流电（市电）来供电器工作。

光伏逆变器平均每天工作时间

8-10小时。为了把逆变器性能发挥最佳，根据光照条件不同，组件和逆变器有不同的配比。在一类光照地区，平均日照时间超过5小时，发电时间按每天10小时计算，组件和逆变器按1：1配置，平均功率为50%。在二类光照地区，平均日照时间4小时，发电时间按每天9小时计算，组件和逆变器按1.1：1配置，(4*1.1)/9，平均功率为49%。在三类平均日照时间3.5小时的光照地区，发电时间按每天8.5小时计算，组件和逆变器按1.2：1配置，(3.5*1.2)/8.5，平均功率为49.4%。在三类平均日照时间低于3小时的光照地区，发电时间按每天8小时计算，组件和逆变器按1.3：1配置，(3*1.3)/8，平均功率为48.75%。

湖北仙童科技有限公司 高端电力电源全面方案供应商 江生 13997866467