逆變器電路圖-解析逆變器電路圖及原理詳解-KIA MOS管
信息來(lái)源：本站 日期：2018-04-18
逆變器是通過(guò)半導(dǎo)體功率開(kāi)關(guān)的開(kāi)通和關(guān)斷作用，把直流電能轉(zhuǎn)變成交流電能的一種變換裝置，是整流變換的逆過(guò)程。
車載逆變器的整個(gè)電路大體上可分為兩大部分，每部分各采用一只494或7500芯片組成控制電路，其中第一部分電路的作用是將汽車電瓶等提供的12V直流電，通過(guò)高頻PWM (脈寬調(diào)制)開(kāi)關(guān)電源技術(shù)轉(zhuǎn)換成30kHz－50kHz、220V左右的交流電；第二部分電路的作用則是利用橋式整流、濾波、脈寬調(diào)制及開(kāi)關(guān)功率輸出等技術(shù)，將30kHz～50kHz、220V左右的交流電轉(zhuǎn)換成50Hz、220V的交流電。
（1）腳第一組放大器的同相輸入端，檢測(cè)輸出電流，與3個(gè)0.33R電阻分壓，當(dāng)電流過(guò)大時(shí)，分壓電阻上的電壓超過(guò)（2）腳基準(zhǔn)電壓，（3）腳放大器輸出端輸出高電平，（3）腳為高電平時(shí)，電路進(jìn)入保護(hù)狀態(tài)。（2）腳為比較器的反相輸入端，接（14）腳基準(zhǔn)，作比較器的參考電壓，外部輸入端的控制信號(hào)可輸入至腳（4）的截止時(shí)間控制端（也叫死區(qū)時(shí)間控制），與腳（1）、（2）、（15）、（16）誤差放大器的輸入端，其輸入端點(diǎn)的抵補(bǔ)電壓為120mV，其可限制輸出截止時(shí)間至最小值，大約為最初鋸齒波周期時(shí)間的4%。當(dāng)13腳的輸出?？刂贫私拥貢r(shí)，可獲得96%最大工作周期，而當(dāng)(13)腳接制參考電壓時(shí)，可獲得48%最大工作周期。如果我們?cè)诘?腳截止時(shí)間控制輸入端設(shè)定一個(gè)固定電壓，其范圍由0V至3.3V之間，則附加的截止時(shí)間一定出現(xiàn)在輸出上。 （5）、（6）腳是一個(gè)固定頻率的脈沖寬度調(diào)制電路，內(nèi)置了線性鋸齒波振蕩器，振蕩頻率可通過(guò)外部的一個(gè)電阻和一個(gè)電容進(jìn)行調(diào)節(jié)，其振蕩頻率如下：
輸出脈沖的寬度是通過(guò)電容CT上的正極性鋸齒波電壓與另外兩個(gè)控制信號(hào)進(jìn)行比較來(lái)實(shí)現(xiàn)。功率輸出管Q1和Q2受控于或非門。當(dāng)雙穩(wěn)觸發(fā)器的時(shí)鐘信號(hào)為低電平時(shí)才會(huì)被選通，即只有在鋸齒波電壓大于控制信號(hào)期間才會(huì)被選通。當(dāng)控制信號(hào)增大，輸出脈沖的寬度將減小。（7）腳接地端，（8）、（11）腳是Q1和Q2內(nèi)部開(kāi)關(guān)管的集電極，在此電路中接電源，(9)、(10)腳為Q1、Q2的發(fā)射極，作開(kāi)關(guān)管驅(qū)動(dòng)輸出端，接下圖中Q1與Q2外部放大電路。以驅(qū)動(dòng)后極推挽電路。（12）腳電源端，(13）腳為輸出控制端，接(14)腳基準(zhǔn)電壓時(shí)兩路輸出脈沖相差180方位，每路輸出量大約200MA的驅(qū)動(dòng)推挽或半橋式電路。(15)、腳第二組放大器的反相輸入端，接基準(zhǔn)電壓， （16)腳同相輸入端，檢測(cè)電源電壓。當(dāng)電壓過(guò)高超過(guò)（15)腳參考電壓時(shí)，（3）腳輸出高電平，電路進(jìn)入保護(hù)狀態(tài)。
這是一個(gè)推挽式拓?fù)淠孀冸娐?，?dāng)E1驅(qū)動(dòng)脈沖驅(qū)動(dòng)時(shí)，Q1導(dǎo)通，使VT3、VT6導(dǎo)通，VT7、VT8截止，此時(shí)電路進(jìn)行正半周波形放大，變壓器升壓到次級(jí)，通過(guò)高頻整流管整流，當(dāng)E2脈沖驅(qū)動(dòng)時(shí)，Q2導(dǎo)通，驅(qū)動(dòng)VT7、VT8導(dǎo)通。VT3、VT6截止，進(jìn)得負(fù)半周波形放大。經(jīng)升壓變壓器升壓后，高頻整流。
（此VT3\6\7\8以推挽方式存在于電路中，各負(fù)責(zé)正負(fù)半周的波形放大任務(wù)，電路工作時(shí)，兩只對(duì)稱的功率開(kāi)關(guān)管每次只有一對(duì)導(dǎo)通，所以導(dǎo)通損耗小效率高。推挽輸出既可以向負(fù)載灌電流.）
最后由TL494CN芯片的5腳外接點(diǎn)容C3和6腳外接電阻R15決定脈寬頻率為F=1.1÷(0.1×220)KHZ=50HZ控制Q10、Q11、Q13、Q14工作在50HZ的頻率下，將220V直流電逆變?yōu)?20V/50HZ的交流電，上圖將完成這部分功能。TL494正向時(shí)，IC2控制Q3為飽和導(dǎo)通狀態(tài)，Q4為截止?fàn)顟B(tài)，由于Q3為飽和導(dǎo)通狀態(tài)，則Q10為飽和導(dǎo)通狀態(tài)。由于Q4處于截止?fàn)顟B(tài)，Q11因柵極無(wú)正偏壓而處于截止?fàn)顟B(tài)，同時(shí)Q14因柵極無(wú)正偏壓而處于截止?fàn)顟B(tài)， Q13為飽和導(dǎo)通狀態(tài)。此時(shí)220V直流電經(jīng)VT6沿XAC插座到負(fù)載再經(jīng)VT10接地，形成正半周期電流；反向時(shí)，IC2控制Q3為截止?fàn)顟B(tài)，Q4為飽和導(dǎo)通狀態(tài)，由于Q3為截止?fàn)顟B(tài)，則Q10、Q13因柵極無(wú)正偏壓而處于截止?fàn)顟B(tài)，由于Q4為飽和導(dǎo)通狀態(tài)，Q11處于飽和導(dǎo)通狀態(tài)，同時(shí)Q14處于飽和導(dǎo)通狀態(tài)，Q11因柵極無(wú)正偏壓而處于截止?fàn)顟B(tài)。此時(shí)220V直流電經(jīng)VT9沿XAC插座到負(fù)載再經(jīng)VT7接地，形成負(fù)半周期電流；這樣接將220V直流電成功轉(zhuǎn)變?yōu)?20V/50HZ交流電輸出供負(fù)載使用。
電路中采用雙運(yùn)放比較放大器LM358來(lái)控制輸出過(guò)流保護(hù)，輸出電壓過(guò)低保護(hù)電路，TL431在此設(shè)制2.5V基準(zhǔn)電壓，給比較器同相輸入端作參考電壓，第一組運(yùn)放的同相輸入端接輸出電流檢測(cè)，反相輸入端接參考電壓，當(dāng)電流過(guò)大，比較器輸入電壓升高，當(dāng)超過(guò)2.5V時(shí)，輸出端輸出高電平，送入IC1的3腳，IC關(guān)閉輸出。第二組運(yùn)放同相輸入端接參考電壓，反相輸入端接輸出電壓，當(dāng)電壓過(guò)低，檢測(cè)分壓后電壓低于2.5V時(shí)，輸出端輸出高電平，Q1導(dǎo)通，蜂鳴器報(bào)警。
1.直流電可以通過(guò)震蕩電路變?yōu)榻涣麟?/span>
2.得到的交流電再通過(guò)線圈升壓（這時(shí)得到的是方形波的交流電）
3.對(duì)得到的交流電進(jìn)行整流得到正弦波
AC-DC就比較簡(jiǎn)單了 我們知道二極管有單向?qū)щ娦?/span>
可以用二極管的這一特性連成一個(gè)電橋
讓一端始終是流入的 另一端始終是流出的這就得到了電壓正弦變化的直流電 如果需要平滑的直流電還需要進(jìn)行整流 簡(jiǎn)單的方法就是連接一個(gè)電容
Inverter 是一種DC to AC的變壓器，它其實(shí)與Adapter是一種電壓逆變的過(guò)程。Adapter是將市電電網(wǎng)的交流電壓轉(zhuǎn)變?yōu)榉€(wěn)定的12V直流輸出，而Inverter是將 Adapter輸出的12V直流電壓轉(zhuǎn)變?yōu)楦哳l的高壓交流電；兩個(gè)部分同樣都采用了目前用得比較多的脈寬調(diào)制（PWM）技術(shù)。其核心部分都是一個(gè)PWM集 成控制器，Adapter用的是UC3842，I
nverter則采用TL5001芯片。TL5001的工作電壓范圍3.6～40V，其內(nèi)部設(shè)有一個(gè)誤差放大器，一個(gè)調(diào)節(jié)器、振蕩器、有死區(qū)控制的PWM發(fā)生器、低壓保護(hù)回路及短路保護(hù)回路等。
以下將對(duì)Inverter的工作原理進(jìn)行簡(jiǎn)要介紹：
輸入接口部分：
輸 入部分有3個(gè)信號(hào)，12V直流輸入VIN、工作使能電壓ENB及Panel電流控制信號(hào)DIM。VIN由Adapter提供，ENB電壓由主板上的MCU 提供，其值為0或3V，當(dāng)ENB=0時(shí)，Inverter不工作，而ENB=3V時(shí)，Inverter處于正常工作狀態(tài)；而DIM電壓由主板提供，其變化 范圍在0～5V之間，將不同的DIM值反饋給PWM控制器反饋端，Inverter向負(fù)載提供的電流也將不同，DIM值越小，Inverter輸出的電流 就越大。
電壓?jiǎn)?dòng)回路：
ENB為高電平時(shí)，輸出高壓去點(diǎn)亮Panel的背光燈燈管。
PWM控制器：
有以下幾個(gè)功能組成：內(nèi)部參考電壓、誤差放大器、振蕩器和PWM、過(guò)壓保護(hù)、欠壓保護(hù)、短路保護(hù)、輸出晶體管。
直流變換：
由MOS開(kāi)關(guān)管和儲(chǔ)能電感組成電壓變換電路，輸入的脈沖經(jīng)過(guò)推挽放大器放大后驅(qū)動(dòng)MOS管做開(kāi)關(guān)動(dòng)作，使得直流電壓對(duì)電感進(jìn)行充放電，這樣電感的另一端就能得到交流電壓。
LC振蕩及輸出回路：
保證燈管啟動(dòng)需要的1600V電壓，并在燈管啟動(dòng)以后將電壓降至800V。
輸出電壓反饋：
當(dāng)負(fù)載工作時(shí)，反饋采樣電壓，起到穩(wěn)定Inventer電壓輸出的作用。
其實(shí)你可以想象一下了.都有那些電子元件需要正負(fù)極,電阻,電感一般不需要.二極管一般壞的可能就是被擊穿只要電壓正常一般是沒(méi)有問(wèn)題的,三極管的話是不會(huì) 導(dǎo)通的.穩(wěn)壓管如果正負(fù)接反的話就會(huì)損壞了,但一般有的電路加了保護(hù)就是利用二極管的單向?qū)▉?lái)保護(hù).在就是電容了,電容里有正負(fù)之分的就是電解電容了, 如果正負(fù)接反嚴(yán)重的話其外殼發(fā)生爆裂.
主要元件二極管.開(kāi)關(guān)管振蕩變壓器.取樣.調(diào)寬管.還有振蕩回路電阻電容等參開(kāi)關(guān)電路原理.
逆變器的主功率元件的選擇至關(guān)重要，目前使用較多的功率元件有達(dá)林頓功率晶體管（BJT），功率場(chǎng)效應(yīng)管（MOSFET），絕緣柵晶體管（IGBT）和可關(guān) 斷晶閘管（GTO）等，在小容量低壓系統(tǒng)中使用較多的器件為MOSFET，因?yàn)镸OSFET具有較低的通態(tài)壓降和較高的開(kāi)關(guān)頻率，在高壓大容量系統(tǒng)中一般 均采用IGBT模塊，這是因?yàn)镸OSFET隨著電壓的升高其通態(tài)電阻也隨之增大，而IGBT在中容量系統(tǒng)中占有較大的優(yōu)勢(shì)，而在特大容量（100KVA以 上）系統(tǒng)中，一般均采用GTO作為功率元件
大件：場(chǎng)效應(yīng)管或IGBT、變壓器、電容、二極管、比較器以及3525之類的主控。交直交逆變還有整流濾波。
功率大小和精度，關(guān)系著電路的復(fù)雜程度。
可以看一下手機(jī)充電器，這就是一個(gè)小開(kāi)關(guān)電源！
IGBT（絕 緣柵雙極晶體管）作為新型電力半導(dǎo)體場(chǎng)控自關(guān)斷器件，集功率MOSFET的高速性能與雙極性器件的低電阻于一體，具有輸入阻抗高，電壓控制功耗低，控制電 路簡(jiǎn)單，耐高壓，承受電流大等特性，在各種電力變換中獲得極廣泛的應(yīng)用。與此同時(shí)，各大半導(dǎo)體生產(chǎn)廠商不斷開(kāi)發(fā)IGBT的高耐壓、大電流、高速、低飽和壓 降、高可靠性、低成本技術(shù)，主要采用1um以下制作工藝，研制開(kāi)發(fā)取得一些新進(jìn)展。
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