2022年最常见的车载逆变器电路原理图 .pdf

最常见的车载逆变器电路原理图见图1。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。车载逆变器电路工作原理图 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精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 1 页，共 4 页用。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。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150 300 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 精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 2 页，共 4 页(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4k 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)kHz50kHz 。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)kHz50Hz。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，其他器件均不精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 3 页，共 4 页需要安装散热片。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。精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 4 页，共 4 页