車(chē)載逆變器電路及維修

車(chē)載逆變器電路圖及故障維修經(jīng)驗
一 市場(chǎng)上常見(jiàn)款式車(chē)載逆變器產(chǎn)品的主要指標
輸入電壓：DC 10V～14.5V；輸出電壓：AC 200V～220V±10％；輸出頻率：50Hz±5％；輸出功率：70W ～150W；轉換效率：大于85％；逆變工作頻率：30kHz～50kHz。
二 常見(jiàn)車(chē)載逆變器產(chǎn)品的電路圖及工作原理
目前市場(chǎng)上銷(xiāo)售量最大、最常見(jiàn)的車(chē)載逆變器的輸出功率為70W－150W，逆變器電路中主要采用TL494或KA7500芯片為主的脈寬調制電路。一款最 常見(jiàn)的車(chē)載逆變器電路原理圖見(jiàn)圖1。

車(chē)載逆變器的整個(gè)電路大體上可分為兩大部分，每部分各采用一只TL494或KA7500芯片 組成控制電路，其中第一部分電路的作用是將汽車(chē)電瓶等提供的12V直流電，通過(guò)高頻PWM (脈寬調制)開(kāi)關(guān)電源技術(shù)轉換成30kHz－50kHz、220V左右的交流電；第二部分電路的作用則是利用橋式整流、濾波、脈寬調制及開(kāi)關(guān)功率輸出等技 術(shù)，將30kHz～50kHz、220V左右的交流電轉換成50Hz、220V的交流電。

1.車(chē)載逆變器電路工作原理
圖1電路中，由芯片IC1及其外圍電路、三極管VT1、VT3、MOS功率管VT2、VT4以及變壓器T1組成12V直流變換為220V/50kHz交流 的逆變電路。由芯片IC2及其外圍電路、三極管VT5、VT8、MOS功率管VT6、VT7、VT9、VT10以及220V/50kHz整流、濾波電路 VD5－VD8、C12等共同組成220V/50kHz高頻交流電變換為220V/50Hz工頻交流電的轉換電路，最后通過(guò)XAC插座輸出220V /50Hz交流電供各種便攜式電器使用。
圖1中IC1、IC2采用了TL494CN(或 KA7500C)芯片，構成車(chē)載逆變器的核心控制電路。TL494CN是專(zhuān)用的雙端式開(kāi)關(guān)電源控制芯片，其尾綴字母CN表示芯片的封裝外形為雙列直插式塑 封結構，工作溫度范圍為0℃-70℃，極限工作電源電壓為7V～40V，最高工作頻率為300kHz。
TL494芯片內置有5V基準源，穩壓精度為5 V±5％ ，負載能力為10mA，并通過(guò)其14腳進(jìn)行輸出供外部電路使用。TL494芯片還內置2只NPN功率輸出管，可提供500mA的驅動(dòng)能力。TL494芯片 的內部電路如圖2所示。

圖1電路中IC1的15腳外圍電路的R1、C1組成上電軟啟動(dòng)電路。上電時(shí)電容C1兩端的電壓由0V逐步升高，只有當C1兩端電壓達到5V以上時(shí)，才允許 IC1內部的脈寬調制電路開(kāi)始工作。當電源斷電后，C1通過(guò)電阻R2放電，保證下次上電時(shí)的軟啟動(dòng)電路正常工作。
IC1的15腳外圍電路的R1、Rt、R2組成過(guò)熱保護電路，Rt為正溫度系數熱敏電阻，常溫阻值可在150 Ω～300Ω范圍內任選，適當選大些可提高過(guò)熱保護電路啟動(dòng)的靈敏度。
熱敏電阻Rt安裝時(shí)要緊貼于MOS功率開(kāi)關(guān)管VT2或VT4的金屬散熱片上，這樣才能保證電路的過(guò)熱保護功能有效。
IC1的15腳的對地電壓值U是一個(gè)比較重要的參數，圖1電路中U≈Vcc×R2÷ (R1+Rt+R2)V，常溫下的計算值為U≈6.2V。結合圖1、圖2可知，正常工作情況下要求IC1的15腳電壓應略高于16腳電壓(與芯片14腳相 連為5V)，其常溫下6.2V的電壓值大小正好滿(mǎn)足要求，并略留有一定的余量。
當電路工作異常，MOS功率管VT2或VT4的溫升大幅提高，熱敏電阻Rt的阻值超過(guò)約4kΩ時(shí)，IC1內部比較器1的輸出將由低電平翻轉為高電 平，IC1的3腳也隨即翻轉為高電平狀態(tài)，致使芯片內部的PWM 比較器、“或”門(mén)以及“或非”門(mén)的輸出均發(fā)生翻轉，輸出級三極管VT1和三極管VT2均轉為截止狀態(tài)。當IC1內的兩只功率輸出管截止時(shí)，圖1電路中的 VT1、VT3將因基極為低電平而飽和導通，VT1、VT3導通后，功率管VT2和VT4將因柵極無(wú)正偏壓而處于截止狀態(tài)，逆變電源電路停止工作。
IC1的1腳外圍電路的VDZ1、R5、VD1、C2、R6構成12V輸入電源過(guò)壓保護電路，穩壓管VDZ1的穩壓值決定了保護電路的啟動(dòng)門(mén)限電壓 值，VD1、C2、R6還組成保護狀態(tài)維持電路，只要發(fā)生瞬間的輸入電源過(guò)壓現象，保護電路就會(huì )啟動(dòng)并維持一段時(shí)間，以確保后級功率輸出管的安全?？紤]到 汽車(chē)行駛過(guò)程中電瓶電壓的正常變化幅度大小，通常將穩壓管VDZ1的穩壓值選為15V或16V較為合適。
IC1的3腳外圍電路的C3、R5是構成上電軟啟動(dòng)時(shí)間維持以及電路保護狀態(tài)維持的關(guān)鍵性電路，實(shí)際上不管是電路軟啟動(dòng)的控制還是保護電路的啟動(dòng)控制，其 最終結果均反映在IC1的3腳電平狀態(tài)上。電路上電或保護電路啟動(dòng)時(shí)，IC1的3腳為高電平。當IC1的3腳為高電平時(shí)，將對電容C3充電。這導致保護電 路啟動(dòng)的誘因消失后，C3通過(guò)R5放電，因放電所需時(shí)間較長(cháng)，使得電路的保護狀態(tài)仍得以維持一段時(shí)間。
當IC1的3腳為高電平時(shí)，還將沿R8、VD4對電容C7進(jìn)行充電，同時(shí)將電容C7兩端的電壓提供給IC2的4腳，使IC2的4腳保持為高電平狀態(tài)。從圖 2的芯片內部電路可知，當4腳為高電平時(shí)，將抬高芯片內死區時(shí)間比較器同相輸入端的電位，使該比較器輸出保持為恒定的高電平，經(jīng)“或”門(mén)、“或非”門(mén)后使 內置的三極管VT1和三極管VT2均截止。圖1電路中的VT5和VT8處于飽和導通狀態(tài)，其后級的MOS管VT6和VT9將因柵極無(wú)正偏壓而都處于截止狀 態(tài)，逆變電源電路停止工作。
IC1的5腳外接電容C4(472)和6腳外接電阻R7(4k3)為脈寬調制器的定時(shí)元件，所決定的脈寬調制頻率為 fosc=1.1÷ (0.0047×4.3)kHz≈50kHz。即電路中的三極管VT1、VT2、VT3、VT4、變壓器T1的工作頻率均為50kHz左右，因此T1應選 用高頻鐵氧體磁芯變壓器，變壓器T1的作用是將12V脈沖升壓為220V的脈沖，其初級匝數為20×2，次級匝數為380。
IC2的5腳外接電容C8(104)和6腳外接電阻R14(220k)為脈寬調制器的定時(shí)元件，所決定的脈寬調制頻率為 fosc=1.1÷ (C8×R14)=1.1÷(0.1×220)kHz≈50Hz。
R29、R30、R27、C11、VDZ2組成XAC插座220V輸出端的過(guò)壓保護電路，當輸出電壓過(guò)高時(shí)將導致穩壓管VDZ2擊穿，使IC2的4腳對地 電壓上升，芯片IC2內的保護電路動(dòng)作，切斷輸出。
車(chē)載逆變器電路中的MOS管VT2、VT4有一定的功耗，必須加裝散熱片，其他器件均不需要安裝散熱片。當車(chē)載逆變器產(chǎn)品持續應用于功率較大的場(chǎng)合時(shí)，需 在其內部加裝12V小風(fēng)扇以幫助散熱。

2.電路中的元器件參數

電路中各元器件的參數列于附表。