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）轉變成定頻定壓或調頻調壓交流電（一般為220V,50Hz正弦波）的轉換器。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轉變成高壓交流信號,其工作原理用如下方框圖表示:

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，Inverter不工作，而ENB=3V時，Inverter處于正常工作狀態；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。

逆變器簡單原理圖

電壓啟動回路：

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、振蕩器和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，輸入的脈沖經過推挽放大器放大后驅動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振蕩及輸出回路：

保證燈管啟動需要的1600V電壓，并在燈管啟動以后將電壓降至800V。

輸出電壓反饋：

當負載工作時，反饋采樣電壓，起到穩定Inventer電壓輸出的作用。

其實你可以想象一下了。都有哪些電子元件需要正負極，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有問題的，三極管的話是不會導通的。穩壓管如果正負接反的話就會損壞了，但一般有的電路加了保護就是利用二極管的單向導通來保護。在就是電容了，電容里有正負之分的就是電解電容了，如果正負接反嚴重的話其外殼發生爆裂。

主要元件二極管。開關管振蕩變壓器。取樣。調寬管。還有振蕩回路電阻電容等參開關電路原理。

逆變器的主功率元件的選擇至關重要，目前使用較多的功率元件有達林頓功率晶體管（BJT），功率場效應管（MOSFET），絕緣柵晶體管（IGBT）和可關 斷晶閘管（GTO）等，在小容量低壓系統中使用較多的器件為MOSFET，因為MOSFET具有較低的通態壓降和較高的開關頻率，在高壓大容量系統中一般 均采用IGBT模塊，這是因為MOSFET隨著電壓的升高其通態電阻也隨之增大，而IGBT在中容量系統中占有較大的優勢，而在特大容量（100KVA以 上）系統中，一般均采用GTO作為功率元件 。

大件：場效應管或IGBT、變壓器、電容、二極管、比較器以及3525之類的主控。交直交逆變還有整流濾波。功率大小和精度，關系著電路的復雜程度。

IGBT（絕緣柵雙極晶體管）作為新型電力半導體場控自關斷器件，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用。與此同時，各大半導體生產廠商不斷開發IGBT的高耐壓、大電流、高速、低飽和壓降、高可靠性、低成本技術，主要采用1um以下制作工藝，研制開發取得一些新進展。

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脈寬調制控制IGBT管的導通或截止。

當逆變器電路接上直流電源后，先由Q11、Q14導通，Q1、Q13截止，則電流由直流電源正極輸出，經Q11、L或感、變壓器初級線圈圖1-2，到Q14回到電源負極。當Q11、Q14截止后，Q12、Q13導通，電流從電源正極經Q13、變壓器初級線圈2-1電感到Q12回到電源負極。此時，在變壓器初級線圈上，已形成正負交變方波，利用高頻PWM控制，兩對IGBT管交替重復，在變壓器上產生交流電壓。由于LC交流濾波器作用，使輸出端形成正弦波交流電壓。

當Q11、Q14關斷時，為了釋放儲存能量，在IGBT處并聯二級管D11、D12，使能量返回到直流電源中去。

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Th1先觸發導通，則電流通過變壓器流經Th1，同時由于變壓器的感應作用，換向電容器C被充電到大的2倍的電源電壓。按著Th2被觸發導通，因Th2的陽極加反向偏壓，Th1截止，返回阻斷狀態。這樣，Th1與Th2換流，然后電容器C又反極性充電。如此交替觸發晶閘管，電流交替流向變壓器的初級，在變壓器的次級得到交流電。

在電路中，電感L可以限制換向電容C的放電電流，延長放電時間，保證電路關斷時間大于晶閘管的關斷時間，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，完成能量的反饋作用。

逆變器故障分析

在了解逆變器工作原理之后，我們來看看逆變器故障分析。線路板經過運輸或是老化后可能出現一些異常,不能正常工作,那此時我們首先要確認好異常的具體現象,再根據現象判斷出線路中有可能引起此異常的一個或是幾個器件,再逐個去排除,當然不良現象也可能是輸入或是輸出端子接觸不好引起的。根據以往的一些不良現象,在此總結出一些分析與解決不良現象的方法以便大家分享與討論。

1、無光現象:首先檢查輸入與輸出端子以確定輸入與輸出信號是否正常,無輸入則肯定無光,輸出端子接觸不好則可能觸發逆變器被保護導致無光。然后檢查線路板本身,檢查線路板時建議首先確認保護線路是否正常,先去掉保護線路,如果板子能正常點亮屏則表明保護線路工作不正常;如果板子不能正常點亮屏則可以判斷無光現象不是由保護線路引起的。

此時去掉保護線路以便檢查其它功能線路,檢查時建議從IC處分做兩塊,如果IC能夠正常工作則表明前段線路正常而后段不正常,后段線路就只剩下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無輸出則表明IC前段線路或者 是IC本身不正常。

2、閃屏現象:即屏被點亮而又很快熄滅,此時應著重檢查保護線路以及輸出端子是否接觸不好。

3、閃爍現象:即屏一直閃爍,此時應著重檢查變壓器與高壓陶瓷電容,還有輸出端子。

4、暗屏現象:即亮度很低或是一邊較暗,此時應著重檢查變壓器,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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