逆變器的工作原理解析

2021-03-03 23:38:44 字數 2204 閱讀 1286

逆變器電路原理分析

1、逆變器的定義

逆變器是通過半導體功率開關的開通和關斷作用,把直流電能轉變成交流電能的一種變換裝置,是整流變換的逆過程。

車載逆變器的整個電路大體上可分為兩大部分,每部分各採用乙隻tl494或ka7500晶元組成控制電路,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,通過高頻pwm (脈寬調變)開關電源技術轉換成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、脈寬調變及開關功率輸出等技術,將30khz~50khz、220v左右的交流電轉換成50hz、220v的交流電。

高頻公升壓逆變控制電路:

(1)腳第一組放大器的同相輸入端,檢測輸出電流,與3個0.33r 電阻分壓,當電流過大時,分壓電阻上的電壓超過(2)腳基準電壓,(3)腳放大器輸出端輸出高電平,(3)腳為高電平時,電路進入保護狀態。(2)腳為比較器的反相輸入端,接(14)腳基準,作比較器的參考電壓,外部輸入端的控制訊號可輸入至腳(4)的截止時間控制端(也叫死區時間控制),與腳(1)、(2)、(15)、(16)誤差放大器的輸入端,其輸入端點的抵補電壓為120mv,其可限制輸出截止時間至最小值,大約為最初鋸齒波週期時間的4%。

當13腳的輸出模控制端接地時,可獲得96%最大工作週期,而當(13)腳接制參考電壓時,可獲得48%最大工作週期。如果我們在第4腳截止時間控制輸入端設定乙個固定電壓,其範圍由0v至3.3v之間,則附加的截止時間一定出現在輸出上。

(5)、(6)腳是乙個固定頻率的脈衝寬度調製電路,內建了線性鋸齒波振盪器,振盪頻率可通過外部的乙個電阻和乙個電容進行調節,其振盪頻率如下:

輸出脈衝的寬度是通過電容ct上的正極性鋸齒波電壓與另外兩個控制訊號進行比較來實現。功率輸出管q1和q2受控於或非門。當雙穩觸發器的時鐘訊號為低電平時才會被選通,即只有在鋸齒波電壓大於控制訊號期間才會被選通。

當控制訊號增大,輸出脈衝的寬度將減小。(7)腳接地端,(8)、(11)腳是q1和q2內部開關管的集電極,在此電路中接電源,(9)、(10)腳為q1、q2的發射極,作開關管驅動輸出端,接下圖中q1與q2外部放大電路。以驅動後極推挽電路。

(12)腳電源端,(13)腳為輸出控制端,接(14)腳基準電壓時兩路輸出脈衝相差180方位,每路輸出量大約200ma的驅動推挽或半橋式電路。(15)、腳第二組放大器的反相輸入端,接基準電壓, (16)腳同相輸入端,檢測電源電壓。當電壓過高超過(15)腳參考電壓時,(3)腳輸出高電平,電路進入保護狀態。

高頻公升壓逆變電路及整流:

這是乙個推挽式拓撲逆變電路,當e1驅動脈衝驅動時,q1導通,使vt3、vt6導通,vt7、vt8截止,此時電路進行正半周波形放大,變壓器公升壓到次級,通過高頻整流管整流,當e2脈衝驅動時,q2導通,驅動vt7、vt8導通。vt3、vt6截止,進得負半周波形放大。經公升壓變壓器公升壓後,高頻整流。

(此vt3\6\7\8以推挽方式存在於電路中,各負責正負半周的波形放大任務,電路工作時,兩隻對稱的功率開關管每次只有一對導通,所以導通損耗小效率高。推挽輸出既可以向負載灌電流.)

逆變橋逆變:

最後由tl494**晶元的5腳外接點容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直流電逆變為220v/50hz的交流電,上圖將完成這部分功能。

tl494正向時,ic2控制q3為飽和導通狀態,q4為截止狀態,由於q3為飽和導通狀態,則q10為飽和導通狀態。由於q4處於截止狀態,q11因柵極無正偏壓而處於截止狀態,同時q14因柵極無正偏壓而處於截止狀態, q13為飽和導通狀態。此時220v直流電經vt6沿xac插座到負載再經vt10接地,形成正半週期電流;反向時,ic2控制q3為截止狀態,q4為飽和導通狀態,由於q3為截止狀態,則q10、q13因柵極無正偏壓而處於截止狀態,由於q4為飽和導通狀態,q11處於飽和導通狀態,同時q14處於飽和導通狀態,q11因柵極無正偏壓而處於截止狀態。

此時220v直流電經vt9沿xac插座到負載再經vt7接地,形成負半週期電流;這樣接將220v直流電成功轉變為220v/50hz交流電輸出供負載使用。

電路中的保護電路:

電路中採用雙運放比較放大器lm358來控制輸出過流保護,輸出電壓過低保護電路,tl431在此設制2.5v基準電壓,給比較器同相輸入端作參考電壓,第一組運放的同相輸入端接輸出電流檢測,反相輸入端接參考電壓,當電流過大,比較器輸入電壓公升高,當超過2.5v時,輸出端輸出高電平,送入ic1的3腳,ic關閉輸出。

第二組運放同相輸入端接參考電壓,反相輸入端接輸出電壓,當電壓過低,檢測分壓後電壓低於2.5v時,輸出端輸出高電平,q1導通,蜂鳴器報警。

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