车载逆变器

  车载逆变器是一种能够将直流电转换为和市电相同的交流电电源转换器,它可供一般电器使用,是一种方便的车用电源转换器。目前在市场上,车载电源逆变器受到了普遍欢迎,外出工作或外出旅游时可用逆变器连接蓄电池带动电器及各种工具工作。它作为常备的车用汽车电子装具用品,在移动中使用的直流变交流的转换器,给生活带来很多的方便。

特点特征

车载逆变器



  一、车载逆变器的特点:

  1、真正的短路保护,无论短路多长时间产品、用电器及汽车安然无恙。

  2、欠压、过载、过流、高温、高压、短路等多重保护功能,确保产品、用电器及汽车电路安全。

  3、结构及外形设计新颖,小巧美观,个性突出。

  4、先进的电路设计,优质的进口元件,发热量低,返修率极低。

  5、独有的贴片加工工艺,性能更稳定。使用范围:手机充电、笔记本电脑、灯具、摄像机、相机、小型电视、剃须刀、CD、风扇、游戏机、按摩及医疗仪器、冰箱、安防等功率.

  二、车载逆变器的性能特征:

  过载保护:当逆变器工作超过额定输出时,自动终止输出。

  短路保护:当负载出现短路时,自动终止输出。

  过流保护:当负载电流突然加大,超出额定电流时,自动终止输出。

  高压保护:当充电系统故障,电瓶电压上升超出规定范围时,逆变器停止工作。

  欠压保护:逆变器工作一段时间后,电瓶的电量逐渐降低,当低于规定范围时,逆变器停止工作。

  高温保护:当超过安全工作温度或通风不良引起壳体温度升高时,逆变器自动关闭。

  进口原件:电路先进、性能稳定、可靠耐用、环保无噪音。

  外观设计:精致轻巧、美观气派.,极具现代感。

应用分类

  1、电动工具系列:电锯、钻孔机、研磨机、喷沙机、冲压器、除草机、空气压缩机等。

  2、办公设备系列:电脑、打印机、显示器、复印机、扫描仪等。

  3、家庭用具系列:吸尘器、风扇、荧光灯和白炽灯、电动载剪刀、缝纫机等。

  4、厨房器具系列:微波炉、电冰箱、冰柜、咖啡机、搅拌机、制冰机、烘烤炉等。

  5、工业设备系列:金属卤灯、高压钠灯、船舶、车载、太阳能、风力发电等。

  6、电子领域系列:电视、录像机、游戏机、收音机、功率放大器、音响设备、监控设备、终端设备、服务器、智能平台、卫星通信设备等。

电路原理

  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,通过XAC插座输出220V/50Hz交流电供各种便携式电器使用。

图一

  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,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芯片的内部电路如图2所示。

图二

  图1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,图1电路中U≈Vcc×R2÷ (R1+Rt+R2)V,常温下的计算值为U≈6.2V。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。

  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,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)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。

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。

使用方法

  1、将转换器放置在平坦的地方,确保开关是关的。

  2、将红、黑线分别与转换器的红黑接线柱相连,带夹子的一端分别夹在电瓶的正、负极上(红线夹电瓶正极,黑线夹负极)。如果使用点烟器插头,则将插头插入点烟器插孔即可。

  3、将电器的电源插头插入AC插口。

  4、打开转换器开关,即可使用。

维修要点

  由于车载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。

  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。

  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。

  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,图1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,即可解决问题。

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