车载逆变器工作原理及其选购须知

车载逆变器工作原理及其选购须知车载逆变器，又被称为电源转换器，英文名为PowerInverter,这是一种能够将DC12V的直流电转换为AC220V交流电，可供一般电器使用的一种车用电源转换器。这种逆变器在国外市场上比较受欢迎，因为国外汽车普及率较高，人们常常需要外出旅游或者工作，车载逆变器的使用也就比较常见了。车载逆变器作为在移动中使用的直流转换为交流的转换器，给人们的生活带来很多方便。本文介绍了车载逆变器工作原理及其选购须知，希望能够给各位读者朋友的学习带来一些帮助！那些通过点烟器输出的车载逆变器功率规格一般有20W、40W、80W、120W和150W，再大的功率逆变器则要通过连接线接到电瓶上。目前市场上销量最大的车载逆变器输出功率在70W-150W之间，在逆变器电路中主要采用KA7500或者TL494芯片为主的脉宽调制电路，图1是一种最常见的车载逆变器工作原理图。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。车载逆变器工作原理图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。■田姓则园七TL494芯片内置有5V基准源，稳压精度为5V±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Ri、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150〜3。。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UVR2(R1+Rt+R2)V,常温下的计算值为U6.2V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。车载逆变器工作原理中当电路工作异常，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4 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C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(472^6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os11(00047x43)kHz艮50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Ti应选用高频铁氧体磁芯变压器，变压器Ti的作用是将12V脉冲升压为220V的脉冲，其初级匝数为20X2,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os11(C8XR14)11(01X220)kHz50HzR29、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。介绍完车载逆变器工作原理，下面来看看选购车载电源逆变器要注意什么首先要注意看规格，因为配套不同功率的电器设备需要用不同规格的逆变器，因此在选择时要先知道自己是多用在哪些电器上。不然买个40W规格的逆变器，却发现某个汽车电器用品需要100W的电源，启动都成问题了。此外购买车载逆变器，要确认逆变器的各种保护功能，因为汽车电源本身就是不稳定，逆变器没有提供保护功能的话，当电器产品界上逆变器，很容易就会使坏电器。一般来说，车载逆变器根据输出电流的波形分为两种，一种是方波转换器，一种是正弦波转换器。因为方波逆变器供电不稳定，输出的交流电流质量较差，而且其负载能力差，仅为额定负载的40-60%,有可能会损坏所使用的电器。所以samasora建议大家尽量选购纯正弦波逆变器或者修正正弦波逆变器。修正正弦波逆变器又叫作准正弦波车载逆变器，因其波形比较接近正弦波，可应用于手机、笔记本电脑、电视机、摄像机、CD机、各种充电器、车用冰箱、游戏机、影碟机等等。需要注意的是，纯正弦波逆变器和修正正弦波逆变器的价格是不一样的，纯正弦波逆变器属于高端产品，修正正弦波逆变器属于中低端产品。而修正正弦波逆变器的效率高，噪音小，售价适中，因而已经成为市场中的主流产品。最后在选购车载电源逆变器时，还要注意转换的效率问题。就像大多数的电子产品一