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  • 逆變器工作原理-逆變器原理圖與逆變器故障分析
    • 發(fā)布時(shí)間:2020-05-20 16:39:03
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    逆變器工作原理-逆變器原理圖與逆變器故障分析
    本文主要講逆變器工作原理。逆變器是把直流電能(電池、蓄電瓶)轉(zhuǎn)變成定頻定壓或調(diào)頻調(diào)壓交流電(一般為220V,50Hz正弦波)的轉(zhuǎn)換器。它由逆變橋、控制邏輯和濾波電路組成。
    逆變器工作原理解析
    所謂逆變即是將低壓直流信號(hào)轉(zhuǎn)變成高壓交流信號(hào),其工作原理用如下方框圖表示:
    逆變器工作原理
    輸入接口部分:
    輸入部分有3個(gè)信號(hào),12V直流輸入VIN、工作使能電壓ENB及Panel電流控制信號(hào)DIM。VIN由Adapter提供,ENB電壓由主板上的MCU提供,其值為0或3V,當(dāng)ENB=0時(shí),Inverter不工作,而ENB=3V時(shí),Inverter處于正常工作狀態(tài);而DIM電壓由主板提供,其變化范圍在0~5V之間,將不同的DIM值反饋給PWM控制器反饋端,Inverter向負(fù)載提供的電流也將不同,DIM值越小,Inverter輸出的電流就越大。
    逆變器工作原理
    逆變器簡(jiǎn)單原理圖
    電壓?jiǎn)?dòng)回路:
    ENB為高電平時(shí),輸出高壓去點(diǎn)亮Panel的背光燈燈管。
    PWM控制器:
    有以下幾個(gè)功能組成:內(nèi)部參考電壓、誤差放大器、振蕩器和PWM、過(guò)壓保護(hù)、欠壓保護(hù)、短路保護(hù)、輸出晶體管。
    直流變換:
    由MOS開(kāi)關(guān)管和儲(chǔ)能電感組成電壓變換電路,輸入的脈沖經(jīng)過(guò)推挽放大器放大后驅(qū)動(dòng)MOS管做開(kāi)關(guān)動(dòng)作,使得直流電壓對(duì)電感進(jìn)行充放電,這樣電感的另一端就能得到交流電壓。
    LC振蕩及輸出回路:
    保證燈管啟動(dòng)需要的1600V電壓,并在燈管啟動(dòng)以后將電壓降至800V。
    輸出電壓反饋:
    當(dāng)負(fù)載工作時(shí),反饋采樣電壓,起到穩(wěn)定Inventer電壓輸出的作用。
    其實(shí)你可以想象一下了。都有哪些電子元件需要正負(fù)極,電阻,電感一般不需要。二極管一般壞的可能就是被擊穿只要電壓正常一般是沒(méi)有問(wèn)題的,三極管的話(huà)是不會(huì)導(dǎo)通的。穩(wěn)壓管如果正負(fù)接反的話(huà)就會(huì)損壞了,但一般有的電路加了保護(hù)就是利用二極管的單向?qū)▉?lái)保護(hù)。在就是電容了,電容里有正負(fù)之分的就是電解電容了,如果正負(fù)接反嚴(yán)重的話(huà)其外殼發(fā)生爆裂。
    逆變器工作原理
    主要元件二極管。開(kāi)關(guān)管振蕩變壓器。取樣。調(diào)寬管。還有振蕩回路電阻電容等參開(kāi)關(guān)電路原理。
    逆變器的主功率元件的選擇至關(guān)重要,目前使用較多的功率元件有達(dá)林頓功率晶體管(BJT),功率場(chǎng)效應(yīng)管(MOSFET),絕緣柵晶體管(IGBT)和可關(guān) 斷晶閘管(GTO)等,在小容量低壓系統(tǒng)中使用較多的器件為MOSFET,因?yàn)镸OSFET具有較低的通態(tài)壓降和較高的開(kāi)關(guān)頻率,在高壓大容量系統(tǒng)中一般 均采用IGBT模塊,這是因?yàn)镸OSFET隨著電壓的升高其通態(tài)電阻也隨之增大,而IGBT在中容量系統(tǒng)中占有較大的優(yōu)勢(shì),而在特大容量(100KVA以 上)系統(tǒng)中,一般均采用GTO作為功率元件 。
    大件:場(chǎng)效應(yīng)管或IGBT、變壓器、電容、二極管、比較器以及3525之類(lèi)的主控。交直交逆變還有整流濾波。功率大小和精度,關(guān)系著電路的復(fù)雜程度。
    IGBT(絕緣柵雙極晶體管)作為新型電力半導(dǎo)體場(chǎng)控自關(guān)斷器件,集功率MOSFET的高速性能與雙極性器件的低電阻于一體,具有輸入阻抗高,電壓控制功耗低,控制電路簡(jiǎn)單,耐高壓,承受電流大等特性,在各種電力變換中獲得極廣泛的應(yīng)用。與此同時(shí),各大半導(dǎo)體生產(chǎn)廠(chǎng)商不斷開(kāi)發(fā)IGBT的高耐壓、大電流、高速、低飽和壓降、高可靠性、低成本技術(shù),主要采用1um以下制作工藝,研制開(kāi)發(fā)取得一些新進(jìn)展。
    1、全控型逆變器工作原理
    為通常使用的單相輸出的全橋逆變主電路,交流元件采用IGBT管Q11、Q12、Q13、Q14。并由PWM脈寬調(diào)制控制IGBT管的導(dǎo)通或截止。
    當(dāng)逆變器電路接上直流電源后,先由Q11、Q14導(dǎo)通,Q1、Q13截止,則電流由直流電源正極輸出,經(jīng)Q11、L或感、變壓器初級(jí)線(xiàn)圈圖1-2,到Q14回到電源負(fù)極。當(dāng)Q11、Q14截止后,Q12、Q13導(dǎo)通,電流從電源正極經(jīng)Q13、變壓器初級(jí)線(xiàn)圈2-1電感到Q12回到電源負(fù)極。此時(shí),在變壓器初級(jí)線(xiàn)圈上,已形成正負(fù)交變方波,利用高頻PWM控制,兩對(duì)IGBT管交替重復(fù),在變壓器上產(chǎn)生交流電壓。由于LC交流濾波器作用,使輸出端形成正弦波交流電壓。
    當(dāng)Q11、Q14關(guān)斷時(shí),為了釋放儲(chǔ)存能量,在IGBT處并聯(lián)二級(jí)管D11、D12,使能量返回到直流電源中去。
    逆變器工作原理
    2、半控型逆變器工作原理
    半控型逆變器采用晶閘管元件。Th1、Th2為交替工作的晶閘管,設(shè)Th1先觸發(fā)導(dǎo)通,則電流通過(guò)變壓器流經(jīng)Th1,同時(shí)由于變壓器的感應(yīng)作用,換向電容器C被充電到大的2倍的電源電壓。按著Th2被觸發(fā)導(dǎo)通,因Th2的陽(yáng)極加反向偏壓,Th1截止,返回阻斷狀態(tài)。這樣,Th1與Th2換流,然后電容器C又反極性充電。如此交替觸發(fā)晶閘管,電流交替流向變壓器的初級(jí),在變壓器的次級(jí)得到交流電。
    在電路中,電感L可以限制換向電容C的放電電流,延長(zhǎng)放電時(shí)間,保證電路關(guān)斷時(shí)間大于晶閘管的關(guān)斷時(shí)間,而不需容量很大的電容器。D1和D2是2只反饋二極管,可將電感L中的能量釋放,將換向剩余的能量送回電源,完成能量的反饋?zhàn)饔谩?/div>
    逆變器故障分析
    在了解逆變器工作原理之后,我們來(lái)看看逆變器故障分析。線(xiàn)路板經(jīng)過(guò)運(yùn)輸或是老化后可能出現(xiàn)一些異常,不能正常工作,那此時(shí)我們首先要確認(rèn)好異常的具體現(xiàn)象,再根據(jù)現(xiàn)象判斷出線(xiàn)路中有可能引起此異常的一個(gè)或是幾個(gè)器件,再逐個(gè)去排除,當(dāng)然不良現(xiàn)象也可能是輸入或是輸出端子接觸不好引起的。根據(jù)以往的一些不良現(xiàn)象,在此總結(jié)出一些分析與解決不良現(xiàn)象的方法以便大家分享與討論。
    1、無(wú)光現(xiàn)象:首先檢查輸入與輸出端子以確定輸入與輸出信號(hào)是否正常,無(wú)輸入則肯定無(wú)光,輸出端子接觸不好則可能觸發(fā)逆變器被保護(hù)導(dǎo)致無(wú)光。然后檢查線(xiàn)路板本身,檢查線(xiàn)路板時(shí)建議首先確認(rèn)保護(hù)線(xiàn)路是否正常,先去掉保護(hù)線(xiàn)路,如果板子能正常點(diǎn)亮屏則表明保護(hù)線(xiàn)路工作不正常;如果板子不能正常點(diǎn)亮屏則可以判斷無(wú)光現(xiàn)象不是由保護(hù)線(xiàn)路引起的。
    此時(shí)去掉保護(hù)線(xiàn)路以便檢查其它功能線(xiàn)路,檢查時(shí)建議從IC處分做兩塊,如果IC能夠正常工作則表明前段線(xiàn)路正常而后段不正常,后段線(xiàn)路就只剩下MOS與變壓器等主要器件,那我們就能夠縮小范圍只需檢查MOS與變壓器是否正常;如果IC無(wú)輸出則表明IC前段線(xiàn)路或者 是IC本身不正常。
    2、閃屏現(xiàn)象:即屏被點(diǎn)亮而又很快熄滅,此時(shí)應(yīng)著重檢查保護(hù)線(xiàn)路以及輸出端子是否接觸不好。
    3、閃爍現(xiàn)象:即屏一直閃爍,此時(shí)應(yīng)著重檢查變壓器與高壓陶瓷電容,還有輸出端子。
    4、暗屏現(xiàn)象:即亮度很低或是一邊較暗,此時(shí)應(yīng)著重檢查變壓器,可能是變壓器損壞或是引腳空焊或者虛焊所引起。
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