逆变器Word文档格式.docx

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百科名片

逆变器电路图

逆变器（inverter）是把直流电能（电池、蓄电瓶）转变成交流电（一般为220v50HZ正弦或方波）。

应急电源，一般是把直流电瓶逆变成220V交流的。

通俗的讲，逆变器是一种将直流电（DC）转化为交流电（AC）的装置。

它由逆变桥、控制逻辑和滤波电路组成.广泛适用于空调、家庭影院、电动砂轮、电动工具、缝纫机、DVD、VCD、电脑、电视、洗衣机、抽油烟机、冰箱，录像机、按摩器、风扇、照明等。

目录[隐藏]

利用TL494组成的400W大功率稳压逆变器电路

二极管在逆变器中的应用

逆变器中的IGBT失效原因

1.一、引起IGBT失效的原因

2.二、IGBT保护方法

逆变器的作用

逆变器的分类

相关术语

1.感性负载

2.准正弦波

3.持续输出功率、峰值输出功率

逆变器的效率

逆变器与变频器

逆变器的日常用途

逆变器与汽车的相关问题

逆变器使用注意事项

利用TL494组成的400W大功率稳压逆变器电路

二极管在逆变器中的应用

逆变器的作用

逆变器的分类

逆变器的效率

逆变器与变频器

∙逆变器的日常用途

∙逆变器与汽车的相关问题

∙逆变器使用注意事项

[编辑本段]

TL494组成的400W大功率稳压逆变器电路

[1]

　它激式变换部分采用TL494，VT1、VT2、VD3、VD4构成灌电流驱动电路，驱动两路各两只

　　60V/30A的MOSFET开关管。

如需提高输出功率，每路可采用3～4只开关管并联应用，电路不变。

TL494在该逆变器中的应用方法如下：

　　第1、2脚构成稳压取样、误差放大系统，正相输入端1脚输入逆变器次级取样绕组整流输出的15V直流电压，经R1、R2分压，使第1脚在逆变器正常工作时有近4.7～5.6V取样电压。

反相输入端2脚输入5V基准电压（由14脚输出）。

当输出电压降低时，1脚电压降低，误差放大器输出低电平，通过PWM电路使输出电压升高。

正常时1脚电压值为5.4V，2脚电压值为5V，3脚电压值为0.06V。

此时输出AC电压为235V（方波电压）。

第4脚外接R6、R4、C2设定死区时间。

正常电压值为0.01V。

第5、6脚外接CT、RT设定振荡器三角波频率为100Hz。

正常时5脚电压值为1.75V，6脚电压值为3.73V。

第7脚为共地。

第8、11脚为内部驱动输出三极管集电极，第12脚为TL494前级供电端，此三端通过开关S控制TL494的启动/停止，作为逆变器的控制开关。

当S1关断时，TL494无输出脉冲，因此开关管VT4～VT6无任何电流。

S1接通时，此三脚电压值为蓄电池的正极电压。

第9、10脚为内部驱动级三极管发射极，输出两路时序不同的正脉冲。

正常时电压值为1.8V。

第13、14、15脚其中14脚输出5V基准电压，使13脚有5V高电平，控制门电路，触发器输出两路驱动脉冲，用于推挽开关电路。

第15脚外接5V电压，构成误差放大器反相输入基准电压，以使同相输入端16脚构成高电平保护输入端。

此接法中，当第16脚输入大于5V的高电平时，可通过稳压作用降低输出电压，或关断驱动脉冲而实现保护。

在它激逆变器中输出超压的可能性几乎没有，故该电路中第16脚未用，由电阻R8接地。

　　该逆变器采用容量为400VA的工频变压器，铁芯采用45×

60mm2的硅钢片。

初级绕组采用直径1.2mm的漆包线，两根并绕2×

20匝。

次级取样绕组采用0.41mm漆包线绕36匝，中心抽头。

次级绕组按230V计算，采用0.8mm漆包线绕400匝。

开关管VT4～VT6可用60V/30A任何型号的N沟道MOSFET管代替。

VD7可用1N400X系列普通二极管。

该电路几乎不经调试即可正常工作。

当C9正极端电压为12V时，R1可在3.6～4.7kΩ之间选择，或用10kΩ电位器调整，使输出电压为额定值。

如将此逆变器输出功率增大为近600W，为了避免初级电流过大，增大电阻性损耗，宜将蓄电池改用24V，开关管可选用VDS为100V的大电流MOSFET管。

需注意的是，宁可选用多管并联，而不选用单只IDS大于50A的开关管，其原因是：

一则价格较高，二则驱动太困难。

建议选用100V/32A的2SK564，或选用三只2SK906并联应用。

同时，变压器铁芯截面需达到50cm2，按普通电源变压器计算方式算出匝数和线径，或者采用废UPS-600中变压器代用。

如为电冰箱、电风扇供电，请勿忘记加入LC低通滤波器。

二极管

高效率和节能是家电应用中首要的问题。

三相无刷直流电机因其效率高和尺寸小的优势而被广泛应用在家电设备中以及很多其他应用中。

此外，由于采用了电子换向器代替机械换向装置，三相无刷直流电机被认为可靠性更高。

　　标准的三相功率级（powerstage）被用来驱动一个三相无刷直流电机，如图1所示。

功率级产生一个电场，为了使电机很好地工作，这个电场必须保持与转子磁场之间的角度接近90°

。

六步序列控制产生6个定子磁场向量，这些向量必须在一个指定的转子位置下改变。

霍尔效应传感器扫描转子的位置。

为了向转子提供6个步进电流，功率级利用6个可以按不同的特定序列切换的功率MOSFET。

下面解释一个常用的切换模式，可提供6个步进电流。

　　MOSFETQ1、Q3和Q5高频（HF）切换，Q2、Q4和Q6低频（LF）切换。

当一个低频MOSFET处于开状态，而且一个高频MOSFET处于切换状态时，就会产生一个功率级。

　　步骤1）功率级同时给两个相位供电，而对第三个相位未供电。

假设供电相位为L1、L2，L3未供电。

在这种情况下，MOSFETQ1和Q2处于导通状态，电流流经Q1、L1、L2和Q4。

　　步骤2）MOSFETQ1关断。

因为电感不能突然中断电流，它会产生额外电压，直到体二极管D2被直接偏置，并允许续流电流流过。

续流电流的路径为D2、L1、L2和Q4。

　　步骤3）Q1打开，体二极管D2突然反偏置。

Q1上总的电流为供电电流（如步骤1）与二极管D2上的恢复电流之和。

　　显示出其中的体-漏二极管。

在步骤2，电流流入到体-漏二极管D2（见图1），该二极管被正向偏置，少数载流子注入到二极管的区和P区。

　　当MOSFETQ1导通时，二极管D2被反向偏置，N区的少数载流子进入P+体区，反之亦然。

这种快速转移导致大量的电流流经二极管，从N-epi到P+区，即从漏极到源极。

电感L1对于流经Q2和Q1的尖峰电流表现出高阻抗。

Q1表现出额外的电流尖峰，增加了在导通期间的开关损耗。

图4a描述了MOSFET的导通过程。

　　为改善在这些特殊应用中体二极管的性能，研发人员开发出具有快速体二极管恢复特性MOSFET。

当二极管导通后被反向偏置，反向恢复峰值电流Irrm较小。

　　我们对比测试了标准的MOSFET和快恢复MOSFET。

ST推出的STD5NK52ZD（SuperFREDmesh系列）放在Q2（LF）中，如图4b所示。

在Q1MOSFET（HF）的导通工作期间，开关损耗降低了65%。

采用STD5NK52ZD时效率和热性能获得很大提升（在不采用散热器的自由流动空气环境下，壳温从60°

C降低到50°

C）。

在这种拓扑中，MOSFET内部的体二极管用作续流二极管，采用具有快速体二极管恢复特性MOSFET更为合适。

　　SuperFREDmesh技术弥补了现有的FDmesh技术，具有降低导通电阻，齐纳栅保护以及非常高的dv/dt性能，并采用了快速体-漏恢复二极管。

N沟道520V、1.22欧姆、4.4ASTD5NK52ZD可提供多种封装，包括TO-220、DPAK、I2PAK和IPAK封装。

该器件为工程师设计开关应用提供了更大的灵活性。

其他优势包括非常高的dv/dt，经过100%雪崩测试，具有非常低的本征电容、良好的可重复制造性，以及改良的ESD性能。

此外，与其他可选模块解决方案相比，使用分立解决方案还能在PCB上灵活定位器件，从而实现空间的优化，并获得有效的热管理，因而这是一种具有成本效益的解决方案。

　　市面上现在有很多逆变器，比较专业的品牌

　　如：

湖北蓝公司维尔仕分公司生产的维尔仕系太阳能逆变器车载逆变器

　　上海力友电气有限公司系列产品太阳能逆变器车载逆变器

逆变器中的IGBT失效原因

一、引起IGBT失效的原因

　　1、过热容易损坏集电极,电流过大引起的瞬时过热及其主要原因,是因散热不良导致的持续过热均会使IGBT损坏。

如果器件持续短路，大电流产生的功耗将引起温升，由于芯片的热容量小，其温度迅速上升，若芯片温度超过硅本征温度，器件将失去阻断能力，栅极控制就无法保护，从而导致IGBT失效。

实际应用时，一般最高允许的工作温度为125℃左右。

　　2、超出关断安全工作区引起擎住效应而损坏擎住效应分静态擎住效应和动态擎住效应。

IGBT为PNPN4层结构，因体内存在一个寄生晶闸管，当集电极电流增大到一定程度时，则能使寄生晶闸管导通，门极失去控制作用，形成自锁现象，这就是所谓的静态擎住效应。

IGBT发生擎住效应后，集电极电流增大，产生过高功耗，导致器件失效。

动态擎住效应主要是在器件高速关断时电流下降太快，dvCE/dt很大，引起较大位移电流，也能造成寄生晶闸管自锁。

　　3、瞬态过电流IGBT在运行过程中所承受的大幅值过电流除短路、直通等故障外，还有续流二极管的反向恢复电流、缓冲电容器的放电电流及噪声干扰造成的尖峰电流。

这种瞬态过电流虽然持续时间较短，但如果不采取措施，将增加IGBT的负担，也可能会导致IGBT失效。

　　4、过电压造成集电极发射极击穿或造成栅极发射极击穿。

二、IGBT保护方法

　　当过流情况出现时，IGBT必须维持在短路安全工作区内。

IGBT承受短路的时间与电源电压、栅极驱动电压以及结温有密切关系。

为了防止由于短路故障造成IGBT损坏，必须有完善的检测与保护环节。

一般的检测方法分为电流传感器和IGBT欠饱和式保护。

　　1、立即关断驱动信号

　　在逆变电源的负载过大或输出短路的情况下，通过逆变桥输入直流母线上的电流传感器进行检测。

当检测电流值超过设定的阈值时，保护动作封锁所有桥臂的驱动信号。

这种保护方法最直接，但吸收电路和箝位电路必须经特别设计，使其适用于短路情况。

这种方法的缺点是会造成IGBT关断时承受应力过大，特别是在关断感性超大电流时，必须注意擎住效应。

　　2、先减小栅压后关断驱动信号

　　IGBT的短路电流和栅压有密切关系，栅压越高，短路时电流就越大。

在短路或瞬态过流情况下若能在瞬间将vGS分步减少或斜坡减少，这样短路电流便会减小下来，长允许过流时间。

当IGBT关断时，di/dt也减小。

限制过电流幅值。

[2]

简单地说，逆变器就是一种将低压（12或24伏或48伏）直流电转变为220伏交流电的电子设备。

因为我们通常是将220伏交流电整流变成直流电来使用，而逆变器的作用与此相反，因此而得名。

我们处在一个