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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 F1.1 ÷0.1 220KHZ50HZ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 。
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