逆變電源

在進行電源設(shè)計時，效率與可靠性都是設(shè)計者首先考慮的因素，在設(shè)計逆變電源時更是如此。逆變電源可靠性的提升對于新手們來說是一個較為頭疼的問題，雖然有資料可供參考，但其中值給出了部分方法，卻沒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(dāng)，就會造成炸電解電容的故障。

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

下面來說說對不同負載特性適應(yīng)性問題。這里主要分成兩個方面來講。一：是逆變器自身的功率余量、允許最大帶載啟動輸出電流與過流保護措施。二：是對不同特性如感性、容性、負阻性等負載的適應(yīng)性。

一般如果在技術(shù)上沒處理好這些問題，產(chǎn)品在使用時就易出現(xiàn)各種問題。

“均流均壓”這簡簡單單四個字里不但包含平衡驅(qū)動、PCB布線均衡（布線的DC、AC電阻相等）、還包含了管體散熱均溫、MOS管的Ron動靜態(tài)匹配（選管）等問題。

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

對于原器件的參數(shù)設(shè)定與選型一樣會影響到產(chǎn)品的可靠性。但對MOS管、超快整流二極管來說，不同的封裝形式對可靠性的影響有時差別十分明顯，需要謹(jǐn)慎對待。

圖1

圖1是實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），這是電路處在滿載1000WDC+24V輸入時的實測波形，可以看到另一路MOS管導(dǎo)通時串入到截止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”會通過A相或B相MOS管的結(jié)電容，在G極波形之間互串，即藍色驅(qū)動波形中的“毛刺”部分。由于大部分逆變器的MOS管驅(qū)動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(qū)管MOS的同樣較為常見），因此驅(qū)動波形以0V~+15V方波為多見，此時驅(qū)動波形如受到干擾（見上圖尖刺部分），如接近達到MOS管的Vth值，對系統(tǒng)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收到影響。如果采取一般的手段無法有效減低或避免這種干擾時，那么采用負壓關(guān)斷也就非常有必要了。這個問題在專業(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為實測逆變器滿載時的推挽A相與B相MOS管的G極波形（1：10），由于采用了+15V開通、-5V關(guān)斷的驅(qū)動方式，同時精選低Qgs的功率MOS管，驅(qū)動波形的“尖峰”干擾大為減少，也可看到由于采用了負壓關(guān)斷，滿載時從對方相位串?dāng)_過來的“毛刺”被有效控制在0V線以內(nèi)（見于圖中紅圈標(biāo)注部分），確保截止時期的MOS管能絕對可靠地截止關(guān)斷。

在說環(huán)路反饋與過流保護前，先來說說結(jié)構(gòu)設(shè)計與主功率管的散熱問題。

圖4

舉一個實例：某山寨小企業(yè)抄板了某個已成熟的逆變電路，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，輸出滿載1000W，10分鐘后圖4的B處（8個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處為進風(fēng)口，D為風(fēng)扇，樣機為進風(fēng)設(shè)計，據(jù)說是用以延長含油軸承的壽命），同樣型號并聯(lián)工作的功率MOS管，實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，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(yīng)速度慢，但卻有限流精度高且穩(wěn)定的優(yōu)點，當(dāng)蓄電池電壓從14.5V下降到10.5V時，結(jié)合對限流值的補償，可獲得較理想的恒定輸出功率，不會導(dǎo)致因蓄電池電壓下降而影響逆變器的輸出功率。

結(jié)合散熱設(shè)計，對MOS管的并聯(lián)來說，從參數(shù)篩選配對（如Ron、Qgs等的誤差最好可以小于5%）到每個MOS管的PCB的走線參數(shù)（PCB布線的AC、DC阻抗）相近、驅(qū)動波形嚴(yán)格相同、工作時的溫升變化同步一致等等，當(dāng)然還有限流保護點的合理選定、裝配焊接工藝的各個細節(jié)都不能掉以輕心，這樣才能保證并聯(lián)工作時的高可靠性。

電源逆變器使用常見問題

電源逆變器有哪些型號

目前在市場上銷售的電源逆變器有 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(jù)您生活和工作中用途來選擇。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工具。

1000W電源逆變器可以使用帶動一臺小型微波爐。

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

聯(lián)系方式：鄒先生

聯(lián)系電話：0755-83888366-8022

手機：18123972950

QQ：2880195519

聯(lián)系地址：深圳市福田區(qū)車公廟天安數(shù)碼城天吉大廈CD座5C1

關(guān)注KIA半導(dǎo)體工程專輯請搜微信號:“KIA半導(dǎo)體”或點擊本文下方圖片掃一掃進入官方微信“關(guān)注”。

關(guān)注「KIA半導(dǎo)體」，做優(yōu)秀工程師！

長按二維碼識別關(guān)注

閱讀原文可一鍵關(guān)注+技術(shù)總匯