逆变器工作原理-逆变器原理图与逆变器故障分析

本文主要讲逆变器工作原理。逆变器是把直流电能（电池、蓄电瓶）转变成定频定压或调频调压交流电（一般为220V,50Hz正弦波）的转换器。它由逆变桥、控制逻辑和滤波电路组成。

逆变器工作原理解析

所谓逆变即是将低压直流信号转变成高压交流信号,其工作原理用如下方框图表示:

输入接口部分：

输入部分有3个信号，12V直流输入VIN、工作使能电压ENB及Panel电流控制信号DIM。VIN由Adapter提供，ENB电压由主板上的MCU提供，其值为0或3V，当ENB=0时，Inverter不工作，而ENB=3V时，Inverter处于正常工作状态；而DIM电压由主板提供，其变化范围在0～5V之间，将不同的DIM值反馈给PWM控制器反馈端，Inverter向负载提供的电流也将不同，DIM值越小，Inverter输出的电流就越大。

逆变器简单原理图

电压启动回路：

ENB为高电平时，输出高压去点亮Panel的背光灯灯管。

PWM控制器：

有以下几个功能组成：内部参考电压、误差放大器、振荡器和PWM、过压保护、欠压保护、短路保护、输出晶体管。

直流变换：

由MOS开关管和储能电感组成电压变换电路，输入的脉冲经过推挽放大器放大后驱动MOS管做开关动作，使得直流电压对电感进行充放电，这样电感的另一端就能得到交流电压。

LC振荡及输出回路：

保证灯管启动需要的1600V电压，并在灯管启动以后将电压降至800V。

输出电压反馈：

当负载工作时，反馈采样电压，起到稳定Inventer电压输出的作用。

其实你可以想象一下了。都有哪些电子元件需要正负极，电阻，电感一般不需要。二极管一般坏的可能就是被击穿只要电压正常一般是没有问题的，三极管的话是不会导通的。稳压管如果正负接反的话就会损坏了，但一般有的电路加了保护就是利用二极管的单向导通来保护。在就是电容了，电容里有正负之分的就是电解电容了，如果正负接反严重的话其外壳发生爆裂。

主要元件二极管。开关管振荡变压器。取样。调宽管。还有振荡回路电阻电容等参开关电路原理。

逆变器的主功率元件的选择至关重要，目前使用较多的功率元件有达林顿功率晶体管（BJT），功率场效应管（MOSFET），绝缘栅晶体管（IGBT）和可关 断晶闸管（GTO）等，在小容量低压系统中使用较多的器件为MOSFET，因为MOSFET具有较低的通态压降和较高的开关频率，在高压大容量系统中一般 均采用IGBT模块，这是因为MOSFET随着电压的升高其通态电阻也随之增大，而IGBT在中容量系统中占有较大的优势，而在特大容量（100KVA以 上）系统中，一般均采用GTO作为功率元件 。

大件：场效应管或IGBT、变压器、电容、二极管、比较器以及3525之类的主控。交直交逆变还有整流滤波。功率大小和精度，关系着电路的复杂程度。

IGBT（绝缘栅双极晶体管）作为新型电力半导体场控自关断器件，集功率MOSFET的高速性能与双极性器件的低电阻于一体，具有输入阻抗高，电压控制功耗低，控制电路简单，耐高压，承受电流大等特性，在各种电力变换中获得极广泛的应用。与此同时，各大半导体生产厂商不断开发IGBT的高耐压、大电流、高速、低饱和压降、高可靠性、低成本技术，主要采用1um以下制作工艺，研制开发取得一些新进展。

1、全控型逆变器工作原理

为通常使用的单相输出的全桥逆变主电路，交流元件采用IGBT管Q11、Q12、Q13、Q14。并由PWM脉宽调制控制IGBT管的导通或截止。

当逆变器电路接上直流电源后，先由Q11、Q14导通，Q1、Q13截止，则电流由直流电源正极输出，经Q11、L或感、变压器初级线圈图1-2，到Q14回到电源负极。当Q11、Q14截止后，Q12、Q13导通，电流从电源正极经Q13、变压器初级线圈2-1电感到Q12回到电源负极。此时，在变压器初级线圈上，已形成正负交变方波，利用高频PWM控制，两对IGBT管交替重复，在变压器上产生交流电压。由于LC交流滤波器作用，使输出端形成正弦波交流电压。

当Q11、Q14关断时，为了释放储存能量，在IGBT处并联二级管D11、D12，使能量返回到直流电源中去。

2、半控型逆变器工作原理

半控型逆变器采用晶闸管元件。Th1、Th2为交替工作的晶闸管，设Th1先触发导通，则电流通过变压器流经Th1，同时由于变压器的感应作用，换向电容器C被充电到大的2倍的电源电压。按着Th2被触发导通，因Th2的阳极加反向偏压，Th1截止，返回阻断状态。这样，Th1与Th2换流，然后电容器C又反极性充电。如此交替触发晶闸管，电流交替流向变压器的初级，在变压器的次级得到交流电。

在电路中，电感L可以限制换向电容C的放电电流，延长放电时间，保证电路关断时间大于晶闸管的关断时间，而不需容量很大的电容器。D1和D2是2只反馈二极管，可将电感L中的能量释放，将换向剩余的能量送回电源，完成能量的反馈作用。

逆变器故障分析

在了解逆变器工作原理之后，我们来看看逆变器故障分析。线路板经过运输或是老化后可能出现一些异常,不能正常工作,那此时我们首先要确认好异常的具体现象,再根据现象判断出线路中有可能引起此异常的一个或是几个器件,再逐个去排除,当然不良现象也可能是输入或是输出端子接触不好引起的。根据以往的一些不良现象,在此总结出一些分析与解决不良现象的方法以便大家分享与讨论。

1、无光现象:首先检查输入与输出端子以确定输入与输出信号是否正常,无输入则肯定无光,输出端子接触不好则可能触发逆变器被保护导致无光。然后检查线路板本身,检查线路板时建议首先确认保护线路是否正常,先去掉保护线路,如果板子能正常点亮屏则表明保护线路工作不正常;如果板子不能正常点亮屏则可以判断无光现象不是由保护线路引起的。

此时去掉保护线路以便检查其它功能线路,检查时建议从IC处分做两块,如果IC能够正常工作则表明前段线路正常而后段不正常,后段线路就只剩下MOS与变压器等主要器件,那我们就能够缩小范围只需检查MOS与变压器是否正常;如果IC无输出则表明IC前段线路或者 是IC本身不正常。

2、闪屏现象:即屏被点亮而又很快熄灭,此时应着重检查保护线路以及输出端子是否接触不好。

3、闪烁现象:即屏一直闪烁,此时应着重检查变压器与高压陶瓷电容,还有输出端子。

4、暗屏现象:即亮度很低或是一边较暗,此时应着重检查变压器,可能是变压器损坏或是引脚空焊或者虚焊所引起。

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