车载逆变器电路图及故障维修经验ﻫ一市场上常见款式车载逆变器产品得主要指标输入电压:DC 10Ｖ～14。
5V;输出电压:AC ２00V～220V±１0％;输出频率:50H ｚ±5％;输出功率:7０W ~１50W;转换效率:大于８5％;逆变工作频率:30kHz～50ｋＨz、二常见车载逆变器产品得电路图及工作原理ﻫ目前市场上销售量最大、最常见得车载逆变器得输出功率为7０Ｗ－150W,逆变器电路中主要采用TL49４或KA7５00芯片为主得脉宽调制电路、一款最常见得车载逆变器电路原理图见图1、车载逆变器得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,其中第一部分电路得作用就是将汽车电瓶等提供得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左右得交流电;第二部分电路得作用则就是利用桥式整流、滤波、脉宽调制及开关功率输出等技术,将３0ｋＨz~50kHz、２20Ｖ左右得交流电转换成50Hz、220Ｖ得交流电。
１。
车载逆变器电路工作原理ﻫ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交流得逆变电路。
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－V Ｄ8、Ｃ１2等共同组成220V/50ｋHz高频交流电变换为２20V/5０Hz工频交流电得转换电路,最后通过XAC插座输出220V /50Ｈz交流电供各种便携式电器使用、ﻫ图1中IC1、IC２采用了TＬ494ＣN(或ＫA7500C)芯片,构成车载逆变器得核心控制电路。
TL4９4CＮ就是专用得双端式开关电源控制芯片,其尾缀字母CN表示芯片得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。
ﻫTL４94芯片内置有5V基准源,稳压精度为５V±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得驱动能力、TL49４芯片得内部电路如图2所示、图1电路中IC１得１5脚外围电路得Ｒ1、C1组成上电软启动电路。
上电时电容Ｃ１两端得电压由０V逐步升高,只有当C1两端电压达到5V以上时,才允许 IC1内部得脉宽调制电路开始工作。
当电源断电后,C１通过电阻Ｒ2放电,保证下次上电时得软启动电路正常工作。
ﻫIＣ1得１5脚外围电路得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１5０Ω~30０Ω范围内任选,适当选大些可提高过热保护电路启动得灵敏度、ﻫ热敏电阻Rｔ安装时要紧贴于MOS功率开关管VＴ2或VT4得金属散热片上,这样才能保证电路得过热保护功能有效。
ﻫIＣ1得15脚得对地电压值U就是一个比较重要得参数,图1电路中Ｕ≈Vcc×R2÷ (R1+Ｒt+Ｒ２)V,常温下得计算值为Ｕ≈６、2Ｖ。
结合图１、图2可知,正常工作情况下要求ＩC1得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得电压值大小正好满足要求,并略留有一定得余量。
ﻫ当电路工作异常,MＯＳ功率管VT2或ＶT４得温升大幅提高,热敏电阻Ｒt得阻值超过约4kΩ时,IC１内部比较器1得输出将由低电平翻转为高电平,IC１得３脚也随即翻转为高电平状态,致使芯片内部得ＰＷM 比较器、“或”门以及“或非”门得输出均发生翻转,输出级三极管VT１与三极管VT2均转为截止状态。
当IＣ1内得两只功率输出管截止时,图1电路中得 VT1、VT3将因基极为低电平而饱与导通,VT1、VT3导通后,功率管VＴ2与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得１脚外围电路得VDZ１、R5、VD１、C2、R6构成１2Ｖ输入电源过压保护电路,稳压管VDＺ1得稳压值决定了保护电路得启动门限电压值,ＶD１、Ｃ2、R6还组成保护状态维持电路,只要发生瞬间得输入电源过压现象,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得安全。
考虑到汽车行驶过程中电瓶电压得正常变化幅度大小,通常将稳压管ＶDZ1得稳压值选为１５V或16V较为合适。
ﻫＩＣ1得3脚外围电路得Ｃ３、R5就是构成上电软启动时间维持以及电路保护状态维持得关键性电路,实际上不管就是电路软启动得控制还就是保护电路得启动控制,其最终结果均反映在IC1得3脚电平状态上、电路上电或保护电路启动时,IＣ1得３脚为高电平。
当IC1得3脚为高电平时,将对电容C3充电。
这导致保护电路启动得诱因消失后,C３通过R５放电,因放电所需时间较长,使得电路得保护状态仍得以维持一段时间、当IC１得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Ｃ7两端得电压提供给IC2得4脚,使IC２得4脚保持为高电平状态。
从图2得芯片内部电路可知,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得电位,使该比较器输出保持为恒定得高电平,经“或”门、“或非"门后使内置得三极管VT1与三极管VT2均截止。
图1电路中得VT５与VT8处于饱与导通状态,其后级得MOS管ＶT６与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得5脚外接电容C4(472)与６脚外接电阻Ｒ7(４ｋ3)为脉宽调制器得定时元件,所决定得脉宽调制频率为 fosc＝1.1÷(0。
０047×4、3)kHz≈50kHz、即电路中得三极管VＴ1、VT２、VT３、VＴ4、变压器T1得工作频率均为50kＨz 左右,因此Ｔ１应选用高频铁氧体磁芯变压器,变压器Ｔ1得作用就是将1２V脉冲升压为220V得脉冲,其初级匝数为２0×2,次级匝数为380。
ﻫIC2得5脚外接电容C8(104)与6脚外接电阻R１4(２20k)为脉宽调制器得定时元件,所决定得脉宽调制频率为 fosc=１。
1÷ (C8×R14)＝1.1÷(0.1×2２0)kHz≈50Hz、R29、R30、Ｒ27、C11、VDZ2组成XＡC插座22０V输出端得过压保护电路,当输出电压过高时将导致稳压管VDZ２击穿,使IC2得4脚对地电压上升,芯片IC2内得保护电路动作,切断输出。
车载逆变器电路中得MOＳ管ＶT2、ＶT4有一定得功耗,必须加装散热片,其她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得场合时,需在其内部加装12Ｖ小风扇以帮助散热。
２、电路中得元器件参数电路中各元器件得参数列于附表、ﻫ三、车载逆变器产品得维修要点ﻫ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得输出,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。
ﻫ当接通电源30s以上,ＬＥD指示灯还没有点亮时,则需要测量ＸAＣ输出插座处得交流电压值,若该电压值为正常得2２0Ｖ左右,则说明仅仅就是LED 指示灯部分得电路出现了故障;若经测量XＡＣ输出插座处得交流电压值为０,则说明故障原因为逆变器前级得逆变电路没有工作,可能就是芯片IC1内部得保护电路已经启动。
ﻫ判断芯片IC１内部保护电路就是否启动得方法就是:用万用表得直流电压挡测量芯片IＣ1得3脚对地直流电压值,若该电压在1V以上则说明芯片内部得保护电路已经启动了,否则说明故障原因就是非保护电路动作所致。
ﻫ若芯片IC1得3脚对地电压值在1V以上,表明芯片内部得保护电路已启动时,需进一步用万用表得直流电压挡测试芯片IC1得1５、16脚之间得直流电压, 以及芯片IC1得１、2脚之间得直流电压。
正常情况下,图1电路中芯片IＣ1得1５脚对地直流电压应高于１6脚对地直流电压,2脚对地得直流电压应高于1 脚对地得直流电压,只有当这两个条件同时得到满足时,芯片IC1得３脚对地直流电压才能为正常得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。
ﻫ四.车载逆变器产品得主要元器件参数及代换图1电路中得主要器件有驱动管SS8550、KSP４４,MOＳ功率开关管IRＦZ48N、IRF7４0A,快恢复整流二极管HER3０6以及PWM 控制芯片TL494CＮ(或KA7500C)、ﻫSS85５0为ＴO－9２形式封装得PNＰ型三极管、其引脚电极得识别方法就是,当面向三极管得印字标识面时,引脚1为发射极E、2为基极B、3为集电极C。
SＳ855０得主要参数指标为:BVCBＯ＝－40V,BVCEO＝—25V,ＶCE(Ｓ)＝－0。
２8Ｖ, VＢＥ(ON)=－0。
6６V,fT＝20０MHz,ICM=1、5A,PCM=1W,ＴJ=１50℃,hＦE=85～１６0(B)、120～２00(C)、160~30０(D)。
与TO－92形式封装得SS855０相对应得表贴器件型号为Ｓ8550LT1,其封装形式为SOT－２3。
SS85５0为目前市场上较为常见、易购得三极管,价格也比较便宜,单只售价仅0、3元左右。
ﻫＫＳP44为ＴO—92形式封装得NPN型三极管。
其引脚电极得识别方法就是,当面向三极管得印字标识面时,其引脚1为发射极E、2为基极B、3为集电极Ｃ、KＳP44得主要参数指标为:BVＣBO=500V ,BＶＣEO=400V,ＶCE(Ｓ)=0、5V ,ＶBＥ(ＯＮ)=0.75V,ICＭ=3０0mＡ,PCM=0。
625W ,TJ=150℃,ｈFE＝40～20０、KSP４4为电话机中常用得高压三极管,当KＳP４4损坏而无法买到时,可用日光灯电路中常用得三极管ＫＳＥ１300１进行代换、KSE13０0１为FＡIＲCＨILD公司产品,主要参数为BVCBO=400V,BVＣEO=４00V,ICM=１0０mA,PCＭ=0、6W,hＦE=４０～80。
ＫSＥ1３00１得封装形式虽然同样为TO-92,但其引脚电极得排序却与ＫSP４4不同,这一点在代换时要特别注意。
KＳＥ13001引脚电极得识别方法就是,当面向三极管得印字标识面时,其引脚电极1为基极B、2为集电极C、3为发射极E、ﻫIRＦZ4８N为TO—２2０形式封装得N沟道增强型MOS快速功率开关管、其引脚电极排序1为栅极G、2为漏极D、3为源极S、IRFZ4８N得主要参数指标为:ＶＤss=５5V,IＤ＝66A,Ptot=14０Ｗ,ＴJ=175℃,RDＳ(O Ｎ)≤16mΩ 、当IＲFZ48N损坏无法买到时,可用封装形式与引脚电极排序完全相同得Ｎ沟道增强型MOS 开关管IRF32０5进行代换、IRＦ3205得主要参数为VDsｓ=55V,ＩD=110A,ＲDＳ(ＯＮ)≤８ｍΩ、其市场售价仅为每只3元左右。