02.17 逆變器原理

逆變器是把直流電能（電池、蓄電瓶）轉變成交流電（一般為220V，50Hz正弦波）。它由逆變橋、控制邏輯和濾波電路組成。廣泛適用於空調、家庭影院、電動砂輪、電動工具、縫紉機、DVD、VCD、電腦、電視、洗衣機、抽油煙機、冰箱，錄像機、按摩器、風扇、照明等。在國外因汽車的普及率較高外出工作或外出旅遊即可用逆變器連接蓄電池帶動電器及各種工具工作。通過點菸器輸出的車載逆變是20W、40W、80W、120W到150W功率規格。再大一些功率逆變電源要通過連接線接到電瓶上。把家用電器連接到電源轉換器的輸出端就能在汽車內使用各種電器。

逆變器的特點

1.轉換效率高、啟動快；

2.安全性能好：產品具備短路、過載、過/欠電壓、超溫5種保護功能；

3.物理性能良好：產品採用全鋁質外殼，散熱性能好，表面硬氧化處理，耐摩擦性能好，並可抗一定外力的擠壓或碰擊；

4.帶負載適應性與穩定性強

逆變器的結構

逆變器由逆變電路、邏輯控制電路、濾波電路三大部分組成，主要包括輸入接口、電壓啟動迴路、MOS開關管、PWM控制器、直流變換回路、反饋迴路、LC振盪及輸出迴路、負載等部分，如下圖所示。

逆變器工作原理

逆變器是一種DCtoAC的變壓器，它其實與轉化器是一種電壓逆變的過程。轉換器是將電網的交流電壓轉變為穩定的12V直流輸出，而逆變器是將Adapter輸出的12V直流電壓轉變為高頻的高壓交流電；兩個部分同樣都採用了用得比較多的脈寬調製（PWM）技術。其核心部分都是一個PWM集成控制器，Adapter用的是UC3842，逆變器則採用TL5001芯片。TL5001的工作電壓範圍3.6～40V，其內部設有一個誤差放大器，一個調節器、振盪器、有死區控制的PWM發生器、低壓保護迴路及短路保護迴路等。

輸入接口部分：輸入部分有3個信號，12V直流輸入VIN、工作使能電壓ENB及Panel電流控制信號DIM。VIN由Adapter提供，ENB電壓由主板上的MCU提供，其值為0或3V，當ENB=0時，逆變器不工作，而ENB=3V時，逆變器處於正常工作狀態；而DIM電壓由主板提供，其變化範圍在0～5V之間，將不同的DIM值反饋給PWM控制器反饋端，逆變器向負載提供的電流也將不同，DIM值越小，逆變器輸出的電流就越大。

電壓啟動迴路：ENB為高電平時，輸出高壓去點亮Panel的背光燈燈管。

PWM控制器：有以下幾個功能組成：內部參考電壓、誤差放大器、振盪器和PWM、過壓保護、欠壓保護、短路保護、輸出晶體管。

直流變換：由MOS開關管和儲能電感組成電壓變換電路，輸入的脈衝經過推輓放大器放大後驅動MOS管做開關動作，使得直流電壓對電感進行充放電，這樣電感的另一端就能得到交流電壓。

LC振盪及輸出迴路：保證燈管啟動需要的1600V電壓，並在燈管啟動以後將電壓降至800V。

輸出電壓反饋：當負載工作時，反饋採樣電壓，起到穩定I逆變器電壓輸出的作用。