300W车载逆变器电路图与原理分析
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逆变器电路原理分析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。
当控制信号增大,输出脉冲的宽度将减小。
车载逆变器原理车载逆变器是一种电子设备,用于将车辆的直流电源转换为交流电源。
它具有很多实际应用,例如在汽车、卡车或房车中供电给电子设备如电脑、手机、冰箱等。
车载逆变器基于电力电子技术,通过控制电流和电压的变化来实现直流到交流的变换。
下面将详细介绍车载逆变器的工作原理。
车载逆变器的核心部分是逆变器电路,它通常由直流输入端、逆变器拓扑结构和交流输出端三部分组成。
直流输入端连接车辆的电池或电源,通常为12V或24V 的直流电源。
交流输出端则提供110V或220V的交流电源,以满足电子设备的需求。
逆变器拓扑结构主要根据功率需求选择,常用的拓扑结构有单相全桥、单相半桥、双向桥等。
车载逆变器的工作原理如下:1. 输入滤波:车载电池提供的直流电常常含有很多的噪声和干扰,因此首先要对其进行滤波处理。
输入滤波电路通常由电感和电容组成,用于滤除高频噪声和干扰。
2. 逆变器拓扑结构:逆变器电路使用一种或多种拓扑结构来实现直流到交流的转换。
例如,单相全桥拓扑结构由四个开关器件(通常是MOSFET或IGBT)组成,通过不同开关的导通和关断来控制电流和电压的变化。
逆变器的控制电路根据交流输出电压和频率的需求来控制开关器件的工作状态。
3. 调制技术:车载逆变器通常使用PWM(脉宽调制)技术来控制输出波形的电压和频率。
PWM技术通过改变开关器件的导通时间来调制输出波形。
在PWM 控制下,开关器件以高频率开关,从而将直流电源中的能量转换为交流输出。
4. 输出滤波:逆变器输出的交流波形通常是以矩波形式出现的,因此需要进行输出滤波来去除高次谐波和噪声,使输出波形更加纯净。
输出滤波通常由电感和电容组成。
5. 保护功能:车载逆变器还具备多种保护功能,以保证设备和人员的安全。
常见的保护功能包括过电压保护、欠压保护、过载保护、短路保护等。
总结起来,车载逆变器通过控制器和开关器件来实现直流到交流的转换。
从直流电源获取能量,并通过逆变器的拓扑结构和PWM技术将直流电源转换为交流输出。
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车载电源逆变器电路原理图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。
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。
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。
车载逆变器电路图及故障维修经验ﻫ一市场上常见款式车载逆变器产品得主要指标输入电压:DC 10V~14。
5V;输出电压:AC 200V~220V±10%;输出频率:50H z±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得电路图及工作原理ﻫ目前市场上销售量最大、最常见得车载逆变器得输出功率为70W-150W,逆变器电路中主要采用TL494或KA7500芯片为主得脉宽调制电路、一款最常见得车载逆变器电路原理图见图1、车载逆变器得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,其中第一部分电路得作用就是将汽车电瓶等提供得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左右得交流电;第二部分电路得作用则就是利用桥式整流、滤波、脉宽调制及开关功率输出等技术,将30kHz~50kHz、220V左右得交流电转换成50Hz、220V得交流电。
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车载逆变器电路工作原理ﻫ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交流得逆变电路。
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-V D8、C12等共同组成220V/50kHz高频交流电变换为220V/50Hz工频交流电得转换电路,最后通过XAC插座输出220V /50Hz交流电供各种便携式电器使用、ﻫ图1中IC1、IC2采用了TL494CN(或KA7500C)芯片,构成车载逆变器得核心控制电路。
TL494CN就是专用得双端式开关电源控制芯片,其尾缀字母CN表示芯片得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。
常见车载逆变器电路图及维修要点常见车载逆变器电路图及维修要点一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。
1.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。
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。
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常见车载逆变器电路图及维修要点常见车载逆变器电路图及维修要点一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。
1.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。
第18卷 第4期Vol 118 No 14北京印刷学院学报Journal of Beijing I nstitute of Graphic Communicati on 2010年8月Aug 12010 收稿日期:2010202210基金项目:北京市教委资助项目(K M200910015012);北京市属高等学校人才强教计划资助项目300W 单相逆变电源的设计与实现续明进(北京印刷学院,北京 102600)摘 要:设计了一种单相交流逆变电源装置,主要包括低压直流升压斩波电路和单相桥式逆变电路。
给出了主电路参数和控制电路设计方法。
实验结果表明,该电源具有输出稳定、效率高、成本低等优点,达到了设计要求。
关键词:逆变器;升压斩波;SP WM 中图分类号:T N86文献标识码:A文章编号:100428626(2010)0420053203The D esi gn of 300W S i n gle 2Pha seI nverter Power SupplyXU M ing 2jin(Beijng I nstitute of Graphic Communicati on,Beijing 102600,China )Abstract:The design of a single 2phase inverter power supp ly is p resented in the paper,the syste m consists of the DC step up chopper and single 2phase full 2bridge inverter .The contr ol system and para meter design are intr oduced .The experi m ental results verify that the power supp ly has merits of highly accu 2rate steady out put,high efficiency,and l ow cost .Key words:inverter;step up chopper;SP WM在小功率的光伏发电系统与风力发电系统、车载电源等多种应用场合中,蓄电池作为主要的装置,起到电能的储存作用,并能连续平稳地向负载供电。
300w正弦波逆变器毕业设计摘要:1.毕业设计背景与意义2.300W 正弦波逆变器的原理及结构3.毕业设计的具体实现过程4.毕业设计的总结与展望正文:一、毕业设计背景与意义随着科技的发展,逆变器在众多领域中得到了广泛的应用。
逆变器是一种将直流电转换为交流电的设备,其输出波形可以分为正弦波和修正弦波。
在毕业设计中,我选择了300W 正弦波逆变器作为研究对象,旨在通过本次设计,提高自己的实践能力和对电力电子技术的理解。
二、300W 正弦波逆变器的原理及结构300W 正弦波逆变器主要由电源、控制电路、逆变器电路和输出滤波器组成。
其中,电源为整个系统提供直流电压;控制电路负责对整个系统进行调节和控制;逆变器电路将直流电转换为正弦波交流电;输出滤波器用于滤除逆变器电路中可能存在的高频谐波,以保证输出电压的纯净。
三、毕业设计的具体实现过程1.电路设计在电路设计阶段,我首先选择了合适的元件,包括NE555、SG3525 等。
接着,我绘制了电路原理图和PCB 布局图,并对电路进行了仿真。
2.元件选购与焊接根据电路原理图,我购买了所需的元件,并进行了焊接。
在焊接过程中,我注意了焊接技巧,确保焊点牢固可靠。
3.电路调试在电路焊接完成后,我对电路进行了调试。
我首先检查了电路中各个元件的连接是否正确,然后通过改变输入电压和电流,观察输出电压和电流是否符合预期。
在调试过程中,我发现了一些问题,并对电路进行了优化。
4.系统测试在电路调试完成后,我对整个系统进行了测试。
我测量了逆变器的输出电压、输出电流、效率等参数,并与理论值进行了对比。
测试结果表明,整个系统性能良好,满足设计要求。
车载逆变器的工作原理车载逆变器是一种将汽车电池的直流电转换为交流电的设备,广泛应用于汽车上供电给各种电子设备。
车载逆变器工作原理简单,但却非常重要。
车载逆变器主要由输入端、输出端、变换器和控制电路等部分组成。
输入端是直流电源,通常是汽车的电瓶。
输出端则是交流电源,用于供给各种电子设备。
变换器是逆变器的核心部分,负责将直流电转换为交流电。
控制电路则用于控制整个逆变器的运行。
车载逆变器的工作原理是通过将直流电经过一系列的电子元件和电路变换成一种频率固定、波形平滑的交流电。
具体来说,逆变器先通过一个整流电路将输入的直流电转换为脉冲电流。
接着,通过一个滤波电路将脉冲电流转换为直流电压。
然后,通过逆变器电路将直流电压再次转换为交流电。
最后,通过输出滤波电路将交流电的波形做进一步的平滑处理,使其更加接近理想的正弦波。
在整个变换过程中,逆变器中的各种电子元件和电路起到了关键的作用。
例如,整流电路通常由二极管和电容组成。
二极管可以使电流只能从一个方向通过,并将电流变成单向的脉冲。
电容则起到储存电荷和平滑脉冲电流的作用。
通过逆变器电路,直流电压经过一系列的晶体管或功率场效应管的开关操作,最终转换为交流电。
而输出滤波电路则通过电感和电容来进一步平滑交流电的波形。
车载逆变器的工作过程需要一个稳定的控制电路来进行调控。
控制电路通过采集逆变器的输入和输出电流、电压等参数,并与设定的目标值进行比较,然后调整逆变器中的元件和电路的工作状态,以保持输出电流电压的稳定和波形的正弦。
常见的控制方式有脉宽调制(PWM)和谐振调制(SPWM)等。
需要注意的是,车载逆变器的工作效率是一个重要的指标。
因为逆变器的工作过程中总会有一定的能量损失。
逆变器的转换效率通常在80%~90%之间,高效率的逆变器能够减少能源的浪费和汽车电池的负担。
总之,车载逆变器通过一系列的变换过程将汽车电瓶的直流电转换为交流电,以供给各种电子设备使用。
它的工作原理主要依靠电子元件和电路的协同作用,通过整流、滤波和逆变等过程,最终得到一种频率固定、波形平滑的交流电。
车载电源逆变器电路图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:7 0W ~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TL49 4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。
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。
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。
车载逆变器作用及工作原理
车载逆变器是一种能够将车辆的直流电源转换为交流电源的电子装置。
它主要用于将车辆的直流电池电源转换为适合家用电器使用的交流电源,如手机充电器、笔记本电脑、电视等。
工作原理:车载逆变器的工作原理是通过电子元件将直流电源转换为交流电源。
其中,主要包括以下几个步骤:
1. 输入滤波:车载逆变器首先对来自车辆电池的直流电源进行滤波和稳压,以确保输入电压的稳定性和纯净性。
2. 逆变电路:经过滤波和稳压后的直流电源被送入逆变电路,逆变电路中包括多个功率开关管(如MOSFET、IGBT等)和
控制电路。
功率开关管通过开启和关闭来控制电流的流动路径,实现将直流电源转换为交流电源。
3. 交流输出:逆变电路将直流电源经过高频脉冲的调制和滤波,产生类似正弦波的交流电源输出。
输出电压的频率和幅值可以通过控制电路中的调节器进行调整,以满足不同家用电器的需求。
4. 输出滤波:交流输出电源经过滤波电路进行滤波,去除高频噪音和谐波,使得交流输出电源更加稳定和纯净,可以有效保护使用的电器设备。
总结起来,车载逆变器的作用就是将车辆的直流电源转换为交流电源,以满足车内乘客对家用电器的电力需求。
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。
300W车载逆变器电路图1.车载逆变器电路工作原理图片1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。
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。
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。
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。