逆變電源

在進(jìn)行電源設計時(shí)，效率與可靠性都是設計者首先考慮的因素，在設計逆變電源時(shí)更是如此。逆變電源可靠性的提升對于新手們來(lái)說(shuō)是一個(gè)較為頭疼的問(wèn)題，雖然有資料可供參考，但其中值給出了部分方法，卻沒(méi)有給出一些技巧或原理上的講解。

先從輸入回路的電解電容講起，逆變器的DC輸入電流通常很大。12V1000W的逆變器輸入電流最大可達120A以上，此時(shí)輸入端的電解電容的選擇就變得非常關(guān)鍵。如果選擇不當，就會(huì )造成炸電解電容的故障。

這里并不是指選用一個(gè)較好的電容就可以，目前真正的低等效串聯(lián)電阻與電感值的高頻電解為數不多，并且價(jià)格昂貴。所以從實(shí)用性出發(fā)，目前主要靠普通電解多個(gè)并聯(lián)法來(lái)降低電容的溫升，同時(shí)注重風(fēng)道散熱設計來(lái)及時(shí)降溫。當然，在“普通”中選好一點(diǎn)的品牌與品質(zhì)的電解是必需的。

下面來(lái)說(shuō)說(shuō)對不同負載特性適應性問(wèn)題。這里主要分成兩個(gè)方面來(lái)講。一：是逆變器自身的功率余量、允許最大帶載啟動(dòng)輸出電流與過(guò)流保護措施。二：是對不同特性如感性、容性、負阻性等負載的適應性。

一般如果在技術(shù)上沒(méi)處理好這些問(wèn)題，產(chǎn)品在使用時(shí)就易出現各種問(wèn)題。

“均流均壓”這簡(jiǎn)簡(jiǎn)單單四個(gè)字里不但包含平衡驅動(dòng)、PCB布線(xiàn)均衡（布線(xiàn)的DC、AC電阻相等）、還包含了管體散熱均溫、MOS管的Ron動(dòng)靜態(tài)匹配（選管）等問(wèn)題。

除去并網(wǎng)之外，逆變器的自我保護問(wèn)題也是影響著(zhù)逆變器的可靠性。這其中包括限流保護模式、熱關(guān)斷保護、用戶(hù)操作異常保護、負載異常保護、啟動(dòng)保護等等。

對于原器件的參數設定與選型一樣會(huì )影響到產(chǎn)品的可靠性。但對MOS管、超快整流二極管來(lái)說(shuō)，不同的封裝形式對可靠性的影響有時(shí)差別十分明顯，需要謹慎對待。

圖1

圖1是實(shí)測的推挽逆變電路的其中一邊MOS管的G極波形（1：1藍）與升壓變壓器的副邊電壓波（15：1黃），這是電路處在滿(mǎn)載1000WDC+24V輸入時(shí)的實(shí)測波形，可以看到另一路MOS管導通時(shí)串入到截止MOS管的G極的干擾尖刺波形。

圖2

圖2是使用推挽主功率的1/2電路原理圖（另一半完全相同），前級為SG3525或UC3846。波形圖為采用100KHz、EE55B升壓主變、MOS管為早期IRFP150的實(shí)驗波形，產(chǎn)生此波形的原因在于早期MOS管的“米勒”電容較大。

主變的“振鈴尖刺”會(huì )通過(guò)A相或B相MOS管的結電容，在G極波形之間互串，即藍色驅動(dòng)波形中的“毛刺”部分。由于大部分逆變器的MOS管驅動(dòng)部分的供電與主振蕩IC一樣，都為單電源供電（用SG3525輸出直驅管MOS的同樣較為常見(jiàn)），因此驅動(dòng)波形以0V~+15V方波為多見(jiàn)，此時(shí)驅動(dòng)波形如受到干擾（見(jiàn)上圖尖刺部分），如接近達到MOS管的Vth值，對系統的不良影響是非常大的。

如果接近Vth值，那么效率與溫升肯定會(huì )收到影響。如果采取一般的手段無(wú)法有效減低或避免這種干擾時(shí)，那么采用負壓關(guān)斷也就非常有必要了。這個(gè)問(wèn)題在專(zhuān)業(yè)的量產(chǎn)方案中需要引起研發(fā)人員足夠的重視。

圖3

圖3為實(shí)測逆變器滿(mǎn)載時(shí)的推挽A相與B相MOS管的G極波形（1：10），由于采用了+15V開(kāi)通、-5V關(guān)斷的驅動(dòng)方式，同時(shí)精選低Qgs的功率MOS管，驅動(dòng)波形的“尖峰”干擾大為減少，也可看到由于采用了負壓關(guān)斷，滿(mǎn)載時(shí)從對方相位串擾過(guò)來(lái)的“毛刺”被有效控制在0V線(xiàn)以?xún)龋ㄒ?jiàn)于圖中紅圈標注部分），確保截止時(shí)期的MOS管能絕對可靠地截止關(guān)斷。

在說(shuō)環(huán)路反饋與過(guò)流保護前，先來(lái)說(shuō)說(shuō)結構設計與主功率管的散熱問(wèn)題。

圖4

舉一個(gè)實(shí)例：某山寨小企業(yè)抄板了某個(gè)已成熟的逆變電路，此電路在別人那里反映不錯，而在自己這里的產(chǎn)品卻炸主功率MOS管的比例較高。攝氏25度環(huán)境時(shí)，輸出滿(mǎn)載1000W，10分鐘后圖4的B處（8個(gè)MOS管的中心位置）的溫度比A處高出6~8度！C處（綠圈）最低，比B處低14~15度。（C處為進(jìn)風(fēng)口，D為風(fēng)扇，樣機為進(jìn)風(fēng)設計，據說(shuō)是用以延長(cháng)含油軸承的壽命），同樣型號并聯(lián)工作的功率MOS管，實(shí)際工作的溫差那么大，對“均流”極其不利，所以更提不上高可靠性。

采用康銅絲采樣時(shí)，由于為了減少損耗，一般輸出電壓極低，需放大后再作為反饋信號，多用作平均值限流控制，雖然響應速度慢，但卻有限流精度高且穩定的優(yōu)點(diǎn)，當蓄電池電壓從14.5V下降到10.5V時(shí)，結合對限流值的補償，可獲得較理想的恒定輸出功率，不會(huì )導致因蓄電池電壓下降而影響逆變器的輸出功率。

結合散熱設計，對MOS管的并聯(lián)來(lái)說(shuō)，從參數篩選配對（如Ron、Qgs等的誤差最好可以小于5%）到每個(gè)MOS管的PCB的走線(xiàn)參數（PCB布線(xiàn)的AC、DC阻抗）相近、驅動(dòng)波形嚴格相同、工作時(shí)的溫升變化同步一致等等，當然還有限流保護點(diǎn)的合理選定、裝配焊接工藝的各個(gè)細節都不能掉以輕心，這樣才能保證并聯(lián)工作時(shí)的高可靠性。

電源逆變器使用常見(jiàn)問(wèn)題

電源逆變器有哪些型號

目前在市場(chǎng)上銷(xiāo)售的電源逆變器有 150W、400W、600W、1000W、1500W、2000W、3000W、225W手提式、400W手提式

如何選用合適的型號

選用電源逆變器可以根據您生活和工作中用途來(lái)選擇。如：150W電源逆變器可以使用一臺29寸彩電和一臺VCD 機。

400W電源逆變器可以使用一般的電動(dòng)工具。

1000W電源逆變器可以使用帶動(dòng)一臺小型微波爐。

電源逆變器的保護裝置有哪些

1） 溫度保護。表面溫度高于70℃，自動(dòng)關(guān)斷

2） 高電壓保護。輸入電壓為16V±0.5V

3） 低電壓報警。輸入電壓為10.5V±0.5V

4） 低電壓保護。輸入電壓為10V±0.5V

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