车载逆变器是一种能够将汽车蓄电瓶的11V~15V直流电压.转换成为近似工频220V交流市电的车用电源逆变转换器;通过点烟器的插座,可以随时随地对诸如CD机、笔记本电脑、数码相机、手机充电器等一般小功率电器供电。下图是根据实物测绘的一款最常见的NFA纽福克斯7833N型车载逆变转换器的电路原理图(图中元件标号均为原线路板上的编号)。
该车载逆变器的整个电路大体可分为三个主要部分,其中集成电路块IC1和IC3组成了DC/AC的升压及直流变交流的控制电路.集成电路块U5是DC-DC的商流变换控制部分。右图是其电路结构示意框图。
在下图电路中.由IC1集成电路芯片(KA7500BD)及外围元件构成了DC-AC变换的PWM脉宽调制锯齿波形成电路,再经过推挽开关驱动三极管Nl、N2、P1、P2和N-MOSEFT功率管Q1、Q2以及高频铁氧体磁芯变压器T.将汽车电瓶提供的12V直流电升压变换提升成了约30kHz_50kHz/240V的脉冲电压:再通过桥式整流、滤波及MOS场效应开关功率管M1~M4.并由IC3集成芯片(A27500BM-E1)及外围电路产生的脉宽调制信号进行调制.最终转换成了近似于50Hz工频市电的(修正)正弦波220V交流电从ACOUT插口输出,供各种便携式小功率电器使用。
KA7500BD和A27500BM-El两集成电路芯片的内部电路完全相同,只是前者为16-SOP封装形式,后者为16-SOIC封装形式:而TLA94的内部电路、特性参数及管脚也与它们几乎完全相同,因此可直接替换使用。
JCl集成电路块的14脚是内部5v基准电压的输…脚。IC1集成电路块15脚的电阻Rl2和电容C28构成了上电时的软启动电路(兼有欠压保护功效).只有ICI⑩脚的电压达到5v以上时.ICI内部的脉宽调制电路才能开始工作。ICI的16脚与电阻R7、正温度系数热敏电阻NTC、二极管D13构成了过热保护电路.热敏电阻是贴附在Q1或Q2场效应功率管的金属散热片上的;正常工作状态下,16脚的电压值低于15脚的电压值,若是电路负载出现异常导致场效应功率管升温过高,热敏电阻的阻值降低致使16脚的电压值高于15脚的电压值.IC1内部的脉宽调制电路将停止工作.9脚和10脚无锯齿波输出.整个逆变电源电路T作停LL。ICI集成块①脚的二极管D14,D15、稳压管ZDI、电容C26、电阻R5、Rl0、Rll、R71构成了直流输入电压的过压保护检测电路,输入电源过压保护的启动门限值是由稳压管ZDI的稳压值决定的.R10和C26确定了直流输入过压保护状态的维持时间。ICI集成块的3脚是相位校正和增益反馈控制端.ICI集成块3脚的电容C24和电阻R71确定了上电软启动的维持时间。ICI集成块5脚的电容C26和6脚电阻R6为芯片内部振动器的定时元件.它们的参数值确定了脉宽调制锯齿波的频率(fosc=1.1/R6xe26)。IC1集成块⑩却为输出控制端,该脚接地是并联单端输出方式,该脚接14脚时芯片内部的末级输出三极管是推挽输出方式。
IC3集成电路块也是设置成推挽输出方式的脉宽调制形式.不同的是IC1的脉宽调制信号从内部两个输出三极管的发射极输出.而IC3的脉宽调制信号是从输出三极管的集电极输出的。IC3集成块8脚和11脚输出的50Hz调制信号,通过三极管N3、N4和以MOS场效应管M1—M4构成的全桥式开关电路,形成了220V/50Hz的(修正)正弦波交流电。IC3集成块5脚的电容C30和6脚的电阻R42为芯片内部振动器的定时元件,它们的参数值确定了脉宽调制信号的频率(fosc=1.1/R42xC30)。经电阻R43和R44分压而获得的0.12V的间歇期调整控制电压.加在IC3集成芯片的4脚,用以保护集成芯片的末级推挽输出三极管,避免同时导通而形成短路。电阻R76、R77、R50、电容C34、二极管D6组成了交流输出端的过压保护检测电路,当输出电压的峰值过高时将通过三极管P3向IC3集成块的4脚提供自动调整控制电压,确保输出的交流电压稳定控制在所要求的范围内。
另一路的DC-DC降压变换电路是由U5集成电路块芯片(MC34063A)所完成的:它足一种单片双极性集成电路,静态工作电流低,无需外接三极管输出电流即可达1.5A。U5集成块3脚的定时电容CII决定了内部振动器的频率高低;7脚是负载峰值(Ipk)的取样端,若是6-7脚间的电压降超过300mV时.U5芯片将自动启动内部的过流保护限制功能:U5集成块的5脚是输出电压取样端,外接的两个精密电阻R31和R32确定了输出电压的稳定值,即输出电压Uo=1.25/(I+R2/R1)=5V的直流电压,由USB插口输出此恒定的直流电源,供所需5V/500mA电源的小功率电器使用。
逆变器在工作中肯定要产生一定的热量,为使其稳定可靠地工作而设置安装了一枚直流12v的微型散热风扇FAN;随着机内温度的升高,热敏电阻NTC的阻值随之降低,开关三极管N6基极的电压也随即变大,当N6基极电压达到开门阀值时,三极管N6、P6导通,微型风扇FAN得电运转而散热。
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