逆变器的工作原理解析

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。 当控制信号增大，输出脉冲的宽度将减小。（ 7）脚接地端，（ 8）、（ 11）脚是 Q1和Q2内部开关管的集电极，在此电路中接电源， (9) 、 (10) 脚为 Q1、 Q2的发射极，作开关管驱动输出端，接下图中 Q1与 Q2外部放大电路。以驱动后极推挽电路。（ 12）脚电源端， (13 ）脚为输出控制端，接 (14) 脚基准电压时两路输出脉冲相差 180 方位， 每路输出量大约 200MA的驱动推挽或半桥式电路。 (15) 、 脚第二组放大器的反相输入端，接基准电压， （ 16) 脚同相输入端，检测电源电压。当电压过高超过（ 15) 脚参考电压时，（ 3）脚输出高电平，电路进入保护状态。高频升压逆变电路及整流：这是一个推挽式拓扑逆变电路，当 E1驱动脉冲驱动时， Q1 导通，使 VT3、 VT6 导通， VT7、VT8 截止， 此时电路进行正半周波形放大， 变压器升压到次级， 通过高频整流管整流， 当 E2脉冲驱动时， Q2 导通，驱动 VT7、 VT8 导通。 VT3、 VT6 截止，进得负半周波形放大。经升压变压器升压后，高频整流。（此 VT3\6\7\8 以推挽方式存在于电路中，各负责正负半周的波形放大任务，电路工作时，两只对称的功率开关管每次只有一对导通，所以导通损耗小效率高。推挽输出既可以向负载灌电流 .）逆变桥逆变：最后由 TL494CN芯片的 5 脚外接点容 C3 和 6 脚外接电阻 R15 决定脉宽频率为 F=1.1 ÷(0.1 × 220)KHZ=50HZ控制 Q10、 Q11、 Q13、 Q14工作在 50HZ的频率下，将 220V 直流电逆变为 220V/50HZ 的交流电， 上图将完成这部分功能。 TL494 正向时， IC2 控制 Q3为饱和导通状态， Q4为截止状态，由于 Q3为饱和导通状态，则 Q10为饱和导通状态。由于 Q4处于截止状态， Q11因栅极无正偏压而处于截止状态， 同时 Q14因栅极无正偏压而处于截止状态， Q13为饱和导通状态。 此时 220V直流电经 VT6 沿 XAC插座到负载再经 VT10 接地， 形成正半周期电流； 反向时， IC2 控制 Q3为截止状态， Q4为饱和导通状态， 由于 Q3为截止状态， 则 Q10、Q13因栅极无正偏压而处于截止状态， 由于 Q4为饱和导通状态， Q11处于饱和导通状态， 同时 Q14 处于饱和导通状态， Q11 因栅极无正偏压而处于截止状态。此时 220V 直流电经 VT9沿 XAC插座到负载再经 VT7 接地，形成负半周期电流；这样接将 220V 直流电成功转变为220V/50HZ 交流电输出供负载使用。电路中的保护电路：电路中采用双运放比较放大器 LM358来控制输出过流保护， 输出电压过低保护电路， TL431在此设制 2.5V 基准电压，给比较器同相输入端作参考电压，第一组运放的同相输入端接输出电流检测， 反相输入端接参考电压， 当电流过大， 比较器输入电压升高，当超过 2.5V 时，输出端输出高电平，送入 IC1 的 3 脚， IC 关闭输出。 第二组运放同相输入端接参考电压， 反相输入端接输出电压， 当电压过低，检测分压后电压低于 2.5V 时，输出端输出高电平， Q1导通，蜂鸣器报警 。