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【瑞森课堂】车载逆变器工作原理及MOSFET选型参考
發布日期:2018-08-23     閱讀:172


一、车载逆变器介绍

      随着汽车的日渐普及,一些220V/50Hz AC 作为输入的电器设备,不能直接用在以12VDC 蓄电池供电的汽车上,这样就大大限制了这些电器的使用范围,给人们的生活带了诸多的不便。因此,开发经济实用车载逆变电源成为市场普遍的需求。


      车载逆变器(电源转换器、Power Inverter)是一种能够将 DC12V直流电转换为和市电相同的 AC220V交流电,供一般电器使用,是一种方便的车用电源转换器。在国外因汽车的普及率较高,外出工作或外出旅游即可用逆变器连接蓄电池带动电器及各种工具工作,有150W,300W,500W,1000W,1500W等,一般家用电器能用,比如车载冰箱等。目前市场上销售量最大、最常见的车载逆变器的输出功率为70W-150W,逆变器电路中主要采用TL494或KA7500芯片为主的脉宽调制电路。


市场上常见款式车载逆变器产品的主要指标:

Ø  输入电压:DC 10V~14.5V;

Ø  输出电压:AC 200V~220V±10%;

Ø  输出频率:50Hz±5%;

Ø  输出功率:70W ~150W;

Ø  转换效率:大于85%;

Ø  逆变工作频率:30kHz~50kHz。


新一代车载逆变器

二、车载逆变器工作原理

      一般的车载逆变器主要由逆变桥、滤波电路、控制电路、振荡器等构成,其工作原理是先通过高频PWM (脉宽调制)开关电源技术,将汽车电瓶所提供的12V直流电转换成30kHz-50kHz、220V左右的交流电。然后再利用桥式整流、滤波、脉宽调制及开关功率输出等技术,将30kHz~50kHz、220V左右的交流电转换成50Hz、220V的交流电。常见车载逆变器的整个电路大体上可分为两大部分,每部分各采用一只TL494或KA7500芯片组成控制电路,如下图所示:


车载逆变器常用拓扑架构


第一部分电路的作用是将汽车电瓶等提供的12V直流电,通过高频PWM(脉宽调制)开关电源技术转换成30kHz-50kHz、220V左右的交流电,上图采用推挽拓扑架构,常用低压大电流MOS,单机用2PCS。

第二、三部分电路的作用则是利用桥式整流、滤波、脉宽调制及开关功率输出等技术,将30kHz~50kHz、220V左右的交流电转换成50Hz、220V的交流电。其中逆变部分采用全桥拓扑架构,常用500V左右的MOS,单机用4PCS。

三、车载逆变器MOSFET选型参考

    对于开关电源系统来说,我们常将控制IC比喻为整个系统的“大脑”, 而功率半导体器件则是为整个系统“供血”的“心脏”。MOSFET作为主要的开关功率半导体器件之一,在设计选型时要综合考虑方方面面的因素。这里我们首先强调的是可靠性,工作时的电压、电流、温度等要有足够的余量,需保证整个系统在最严苛的条件下正常工作。其次是功率损耗和EMI,这是是工程师们一直关注的重点。

对整个系统来说,如果一味的减少MOSFET的损耗及其他方面的损耗,会引起严重的EMI问题,所以我们需要在减少MOSFET的损耗的同时兼顾系统的EMI性能。Reasunos针对车载逆变器的应用领域,提供了先进的半导体解决方案,涵盖高、低压MOSFET产品,可完美替代IR品牌型号,性能优越,供工程师们设计时参考使用:


Reasunos车载逆变器专用MOSFET产品目录表


一、低压大电流MOSFET

二、高压平面MOSFET

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