逆變電源(UPS)原理分析

1、 逆變器電路原理分析1、逆變器的定義逆變器是通過半導(dǎo)體功率開關(guān)的開通和關(guān)斷作用，把直流電能轉(zhuǎn)變成交流電能的一種變換裝置，是整流變換的逆過程。車載逆變器的整個電路大體上可分為兩大部分，每部分各采用一只TL494或KA7500芯片組成控制電路，其中第一部分電路的作用是將汽車電瓶等提供的12V直流電，通過高頻PWM (脈寬調(diào)制)開關(guān)電源技術(shù)轉(zhuǎn)換成30kHz50kHz、220V左右的交流電；第二部分電路的作用則是利用橋式整流、濾波、脈寬調(diào)制及開關(guān)功率輸出等技術(shù)，將30kHz50kHz、220V左右的交流電轉(zhuǎn)換成50Hz、220V的交流電。高頻升壓逆變控制電路：（1）腳第一組放大器的同相輸入端，檢測輸出

2、電流，與3個0.33R 電阻分壓，當(dāng)電流過大時(shí)，分壓電阻上的電壓超過（2）腳基準(zhǔn)電壓，（3）腳放大器輸出端輸出高電平，（3）腳為高電平時(shí)，電路進(jìn)入保護(hù)狀態(tài)。（2）腳為比較器的反相輸入端，接（14）腳基準(zhǔn)，作比較器的參考電壓，外部輸入端的控制信號可輸入至腳（4）的截止時(shí)間控制端（也叫死區(qū)時(shí)間控制），與腳（1）、（2）、（15）、（16）誤差放大器的輸入端，其輸入端點(diǎn)的抵補(bǔ)電壓為120mV，其可限制輸出截止時(shí)間至最小值，大約為最初鋸齒波周期時(shí)間的4%。當(dāng)13腳的輸出?？刂贫私拥貢r(shí)，可獲得96%最大工作周期，而當(dāng)(13)腳接制參考電壓時(shí)，可獲得48%最大工作周期。如果我們在第4腳截止時(shí)間控制輸入端設(shè)

3、定一個固定電壓，其范圍由0V至3.3V之間，則附加的截止時(shí)間一定出現(xiàn)在輸出上。 （5）、（6）腳是一個固定頻率的脈沖寬度調(diào)制電路，內(nèi)置了線性鋸齒波振蕩器，振蕩頻率可通過外部的一個電阻和一個電容進(jìn)行調(diào)節(jié)，其振蕩頻率如下：輸出脈沖的寬度是通過電容CT上的正極性鋸齒波電壓與另外兩個控制信號進(jìn)行比較來實(shí)現(xiàn)。功率輸出管Q1和Q2受控于或非門。當(dāng)雙穩(wěn)觸發(fā)器的時(shí)鐘信號為低電平時(shí)才會被選通，即只有在鋸齒波電壓大于控制信號期間才會被選通。當(dāng)控制信號增大，輸出脈沖的寬度將減小。（7）腳接地端，（8）、（11）腳是Q1和Q2內(nèi)部開關(guān)管的集電極，在此電路中接電源，(9)、(10)腳為Q1、Q2的發(fā)射極，作開關(guān)管驅(qū)動輸

4、出端，接下圖中Q1與Q2外部放大電路。以驅(qū)動后極推挽電路。（12）腳電源端，(13）腳為輸出控制端，接(14)腳基準(zhǔn)電壓時(shí)兩路輸出脈沖相差180方位，每路輸出量大約200MA的驅(qū)動推挽或半橋式電路。(15)、腳第二組放大器的反相輸入端，接基準(zhǔn)電壓， （16)腳同相輸入端，檢測電源電壓。當(dāng)電壓過高超過（15)腳參考電壓時(shí)，（3）腳輸出高電平，電路進(jìn)入保護(hù)狀態(tài)。高頻升壓逆變電路及整流：這是一個推挽式拓?fù)淠孀冸娐?，?dāng)E1驅(qū)動脈沖驅(qū)動時(shí)，Q1導(dǎo)通，使VT3、VT6導(dǎo)通，VT7、VT8截止，此時(shí)電路進(jìn)行正半周波形放大，變壓器升壓到次級，通過高頻整流管整流，當(dāng)E2脈沖驅(qū)動時(shí)，Q2導(dǎo)通，驅(qū)動VT7、VT8導(dǎo)

5、通。VT3、VT6截止，進(jìn)得負(fù)半周波形放大。經(jīng)升壓變壓器升壓后，高頻整流。（此VT3678以推挽方式存在于電路中，各負(fù)責(zé)正負(fù)半周的波形放大任務(wù)，電路工作時(shí)，兩只對稱的功率開關(guān)管每次只有一對導(dǎo)通，所以導(dǎo)通損耗小效率高。推挽輸出既可以向負(fù)載灌電流.）逆變橋逆變：最后由TL494CN芯片的5腳外接點(diǎn)容C3和6腳外接電阻R15決定脈寬頻率為F=1.1÷(0.1×220)KHZ=50HZ控制Q10、Q11、Q13、Q14工作在50HZ的頻率下，將220V直流電逆變?yōu)?20V/50HZ的交流電，上圖將完成這部分功能。TL494正向時(shí)，IC2控制Q3為飽和導(dǎo)通狀態(tài)，Q4為截止?fàn)顟B(tài)，由于Q

6、3為飽和導(dǎo)通狀態(tài)，則Q10為飽和導(dǎo)通狀態(tài)。由于Q4處于截止?fàn)顟B(tài)，Q11因柵極無正偏壓而處于截止?fàn)顟B(tài)，同時(shí)Q14因柵極無正偏壓而處于截止?fàn)顟B(tài)， Q13為飽和導(dǎo)通狀態(tài)。此時(shí)220V直流電經(jīng)VT6沿XAC插座到負(fù)載再經(jīng)VT10接地，形成正半周期電流；反向時(shí)，IC2控制Q3為截止?fàn)顟B(tài)，Q4為飽和導(dǎo)通狀態(tài)，由于Q3為截止?fàn)顟B(tài)，則Q10、Q13因柵極無正偏壓而處于截止?fàn)顟B(tài)，由于Q4為飽和導(dǎo)通狀態(tài)，Q11處于飽和導(dǎo)通狀態(tài)，同時(shí)Q14處于飽和導(dǎo)通狀態(tài)，Q11因柵極無正偏壓而處于截止?fàn)顟B(tài)。此時(shí)220V直流電經(jīng)VT9沿XAC插座到負(fù)載再經(jīng)VT7接地，形成負(fù)半周期電流；這樣接將220V直流電成功轉(zhuǎn)變?yōu)?20V/50HZ交流電輸出供負(fù)載使用。 電路中的保護(hù)電路：電路中采用雙運(yùn)放比較放大器LM358來控制輸出過流保護(hù)，輸出電壓過低保護(hù)電路，TL431在此設(shè)制2.5V基準(zhǔn)電壓，給比較器同相輸入端作參考電壓，第一組運(yùn)放的同相輸入端接輸出電流檢測，反相輸入端接參考電壓，當(dāng)電流過大，比較器輸入電壓升高，