车载电源逆变器

常见的车载电源逆变器电路原理图。 　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。

1.车载逆变器电路工作原理 　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。 　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。 　tl494芯片内置有5v基准源，稳压精度为5 v±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。

电路中ic1的15脚外围电路的r1、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 Ω～300Ω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，电路中u≈vcc×r2÷ (r1+rt+r2)v，常温下的计算值为u≈6.2v。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。 　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4kΩ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，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c7两端的电压提供给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。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)和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 fosc=1.1÷ (0.0047×4.3)khz≈50khz。即电路中的三极管vt1、vt2、vt3、vt4、变压器t1的工作频率均为50khz左右，因此t1应选用高频铁氧体磁芯变压器，变压器t1的作用是将12v脉冲升压为220v的脉冲，其初级匝数为20×2，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 fosc=1.1÷ (c8×r14)=1.1÷(0.1×220)khz≈50hz。 　r29、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。 　车载电源逆变器电路中的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。

◆ 电路结构紧凑，高效率、防震动；

◆ 纯正弦波输出，波形纯净稳定;

◆ 隔离变压器输出，安全可靠;

◆ 全桥电路结构，适用于任何负载;

◆ 开机软启动设置，具有完善的保护功能

市场上常见款式车载逆变器产品的主要指标 　输入电压：dc 10v～14.5v； 　输出电压：ac 200v～220v±10%； 　输出频率：50hz±5%； 　输出功率：70w ～150w； 　转换效率：大于85%； 　逆变工作频率：30khz～50khz。

1、由于车载电源逆变器电路一般都具有上电软启动功能，因此在接通电源后要等5s-30s后才会有交流220v的输出，同时led指示灯点亮。当led指示灯不亮时，则表明逆变电路没有工作。 　2、当接通电源30s以上，led指示灯还没有点亮时，则需要测量xac输出插座处的交流电压值，若该电压值为正常的220v左右，则说明仅仅是led指示灯部分的电路出现了故障；若经测量xac输出插座处的交流电压值为0，则说明故障原因为逆变器前级的逆变电路没有工作，可能是芯片ic1内部的保护电路已经启动。 　3、判断芯片ic1内部保护电路是否启动的方法是：用万用表的直流电压挡测量芯片ic1的3脚对地直流电压值，若该电压在1v以上则说明芯片内部的保护电路已经启动了，否则说明故障原因是非保护电路动作所致。 　4、 若芯片ic1的3脚对地电压值在1v以上，表明芯片内部的保护电路已启动时，需进一步用万用表的直流电压挡测试芯片ic1的15、16脚之间的直流电压，以及芯片ic1的1、2脚之间的直流电压。正常情况下，电路中芯片ic1的15脚对地直流电压应高于16脚对地直流电压，2脚对地的直流电压应高于1脚对地的直流电压，只有当这两个条件同时得到满足时，芯片ic1的3脚对地直流电压才能为正常的0v左右，逆变电路才能正常工作。若发现某测试电压不满足上述关系时，只需按相应支路去查找故障原因，即可解决问