TL494CN逆变器

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1、一市场上常见款式车载逆变器产品的主要指标输入电压：DC 10W 14.5V;输出电压：AC 200220V 10%;输出频率： 50H# 5%;输出功率：70W150VV转换效率：大于85%;逆变工作频率：30kHz 50kHz。二 常见车载逆变器产品的电路图及工作原理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70好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。一款最常见的 车载逆变器电路原理图见图1。车载逆变器的整个电路大体上可分为两大局部，每局部各采用一只TL494或KA7500芯片组成控制电路，其中第一局部电路的作用是将汽车电瓶等提供的 12V直流

2、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；第二局部电路的作用那么是利用桥式整流、滤波、脉宽调制及开关 功率输出等技术，将30kHz50kHz、220V左右的交流电转换成 50Hz、220V的交 流电。1. 车载逆变器电路工作原理图1电路中，由芯片IC1及其外围电路、三极管VT1、VT3 MO嗣率管VT2、 VT4以及变压器T1组成12V直流变换为220V/50kHz交流的逆变电路。由芯片IC2 及其外围电路、三极管VT5 VT8 MO剧率管VT6 VT7； VT9 VT10以及220V/50kHz 整流、滤波电路VD8 VD8 C12等共同组成

3、220V/50kHz高频交流电变换为 220V/50Hz工频交流电的转换电路，最后通过XAC插座输出220V/50Hz交流电供 各种便携式电器使用。图1中IC1、IC2采用了 TL494CN或KA7500C芯片，构成车载逆变器的核心 控制电路。TL494CN专用的双端式开关电源控制芯片，其尾缀字母 CNBg示芯 片的封装外形为双列直插式塑封结构，工作温度范围为 0C -70C,极限工作电 源电压为7V40V,最高工作频率为300kHz。TL494 芯片内置有5V基准源，稳压精度为5 V 土 5%，负载能力为10mA 并通过其14脚进行输出供外部电路使用。TL494芯片还内置2只NPNtt率输出

4、 管，可提供500mA勺驱动能力。TL494芯片的内部电路如图2所示。图1电路中IC1的15脚外围电路的R1、C1组成上电软启动电路。上电时电 容C1两端的电压由0V逐步升高，只有当C1两端电压到达5V以上时，才允许 IC1内部的脉宽调制电路开始工作。当电源断电后，C1通过电阻R2放电，保证下次上电时的软启动电路正常工作。IC1 的15脚外围电路的R1、Rt、R2组成过热保护电路，Rt为正温度系数热 敏电阻，常温阻值可在150 Q300Q范围内任选，适中选大些可提高过热保护 电路启动的灵敏度。热敏电阻Rt安装时要紧贴于MO筋率开关管VT2或VT4的金届散热片上， 这样才能保证电路的过热保护功能

5、有效。IC1 的15脚的对地电压值U是一个比拟重要的参数，图1电路中 l VccX R2+ (R1+Rt+R2)V,常温下的计算值为 l6.2V。结合图1、图2可知， 正常工作情况下要求IC1的15脚电压应略高于16脚电压(与芯片14脚相连为 5V)，其常温下6.2V的电压值大小正好满足要求，并略留有一定的余量。当电路工作异常，MO筋率管VT2或VT4的温升大幅提高，热敏电阻 Rt的 阻值超过约4kQ时，IC1内部比拟器1的输出将由低电平翻转为高电平，IC1 的3脚也随即翻转为高电平状态，致使芯片内部的 PWMt匕较器、“或门以及 “或非门的输出均发生翻转，输出级三极管VT1和三极管VT2匀转

6、为截止状态。 当IC1内的两只功率输出管截止时，图1电路中的VT1、VT3将因基极为低电平 而饱和导通，VT1、VT3导通后，功率管VT2和VT4将因栅极无正偏压而处于截 止状态，逆变电源电路停止工作。IC1 的1脚外围电路的VDZ1 R5 VD1 C2、R6构成12V输入电源过压保护 电路，稳压管VDZ1的稳压值决定了保护电路的启动门限电压值，VD1 C2、R6还组成保护状态维持电路，只要发生瞬间的输入电源过压现象，保护电路就会启 动并维持一段时间，以确保后级功率输出管的平安。考虑到汽车行驶过程中电瓶 电压的正常变化幅度大小，通常将稳压管 VDZ1的稳压值选为15V或16V较为合 适。IC1

7、 的3脚外围电路的C3 R5是构成上电软启动时间维持以及电路保护状 态维持的关键性电路，实际上不管是电路软启动的控制还是保护电路的启动控 制，其最终结果均反映在IC1的3脚电平状态上。电路上电或保护电路启动时， IC1的3脚为高电平。当IC1的3脚为高电平时，将对电容 C3充电。这导致保 护电路启动的诱因消失后，C3通过R5放电，因放电所需时间较长，使得电路的 保护状态仍得以维持一段时间。当IC1的3脚为高电平时，还将沿R8 VD4对电容C7进行充电，同时将电 容C7两端的电压提供应IC2的4脚，使IC2的4脚保持为高电平状态。从图2 的芯片内部电路可知，当4脚为高电平时，将抬高芯片内死区时间

8、比拟器同相输 入端的电位，使该比拟器输出保持为恒定的高电平，经“或门、“或非门后使内置的三极管VT1和三极管VT2均截止。图1电路中的VT5和VT8处于饱和导 通状态，其后级的MOS VT6和VT9将因栅极无正偏压而都处于截止状态， 逆变 电源电路停止工作。IC1 的5脚外接电容C4(472)和6脚外接电阻R7(4k3)为脉宽调制器的定时 元件，所决定的脉宽调制频率为 fosc=1.1 - (0.0047 x4.3)kHz 50kHz。即电 路中的三极管VT1、VT2、VT3 VT4变压器T1的工作频率均为50kHz左右，因 此T1应选用高频铁氧体磁芯变压器，变压器T1的作用是将12V脉冲升压

9、为220V 的脉冲，其初级匝数为20X 2,次级匝数为380。IC2 的5脚外接电容C8(104)和6脚外接电阻R14(220k)为脉宽调制器的定 时元件，所决定的脉宽调制频率为fosc=1.1 +(C8X R14)=1.1 - (0.1 X 220)kHz50H乙R29、R3O R27； C11、VDZ刎成XACffi座220V输出端的过压保护电路，当 输出电压过高时将导致稳压管 VDZ疝穿，使IC2的4脚对地电压上升，芯片IC2 内的保护电路动作，切断输出。车载逆变器电路中的MOS VT2、VT4有一定的功耗，必须加装散热片，其 他器件均不需要安装散热片。当车载逆变器产品持续应用于功率较大

10、的场合时， 需在其内部加装12V小风扇以帮助散热。2. 电路中的元器件参数电路中各元器件的参数列于附表。三. 车载逆变器产品的维修要点由于车载逆变器电路一般都具有上电软启动功能，因此在接通电源后要等 5s-30s后才会有交流220V的输出，同时LED指示灯点亮。当LED指示灯不亮时， 那么说明逆变电路没有工作。当接通电源30s以上，LED指示灯还没有点亮时，那么需要测量 XAC俞出插座 处的交流电压值，假设该电压值为正常的 220V左右，那么说明仅仅是LED指示灯部 分的电路出现了故障；假设经测量 XAC俞出插座处的交流电压值为0,那么说明故障 原因为逆变器前级的逆变电路没有工作，可能是芯片I

11、C1内部的保护电路已经启 动。判断芯片IC1内部保护电路是否启动的方法是：用万用表的直流电压挡测量 芯片IC1的3脚对地直流电压值，假设该电压在 1V以上那么说明芯片内部的保护电 路已经启动了，否那么说明故障原因是非保护电路动作所致。假设芯片IC1的3脚对地电压值在1V以上，说明芯片内部的保护电路已启动 时，需进一步用万用表的直流电压挡测试芯片IC1的15、16脚之间的直流电压，以及芯片IC1的1、2脚之间的直流电压。正常情况下，图 1电路中芯片IC1的 15脚对地直流电压应高于16脚对地直流电压，2脚对地的直流电压应高于1脚 对地的直流电压，只有当这两个条件同时得到满足时， 芯片IC1的3脚

12、对地直流 电压才能为正常的0V左右，逆变电路才能正常工作。假设发现某测试电压不满足 上述关系时，只需按相应支路去查找故障原因，即可解决问题。四. 车载逆变器产品的主要元器件参数及代换图1电路中的主要器件有驱动管 SS8550 KSP44 MO筋率开关管IRFZ48M IRF740A,快恢复整流二极管 HER30必及PWM空制芯片TL494CN(或KA7500C) SS8550为TO-92形式封装的PNP三极管。其引脚电极的识别方法是，当 面向三极管的印字标识面时，引脚1为发射极E、2为基极B、3为集电极G SS8550 的主要参数指标为：BVCBO=-40V BVCEO=-25V VCE(S)

13、=-0.28V, VBE(ON)=-0.66V , fT=200MHz ICM=1.5A, PCM=1WTJ= 150C , hFE=8砂 160(B)、 120200(C)、160300(D)。与TO-92形式封装的SS8550相对应的表贴器件型号为S8550LT1,其封装形 式为SOT-23SS8550为目前市场上较为常见、易购的三极管，价格也比拟廉价，单只售 价仅0.3元左右。KSP44为TO-92形式封装的NPN三极管。其引脚电极的识别方法是，当面 向三极管的印字标识面时，其引脚1为发射极E、2为基极B、3为集电极GKSP44 的主要参数指标为：BVCBO=500V BVCEO=400

14、VVCE(S)=0.5V , VBE(ON)=0.75V , ICM=300mA, PCM=0.625VV TJ=150C, hFE=4卜200。KSP44为 机中常用的高压三极管，当 KSP44损坏而无法买到时，可用日 光灯电路中常用的三极管 KSE1300诞行代换。KSE13001为FAIRCHILD司产品， 主要参数为 BVCBO=400VBVCEO=400VICM=100mA PCM=0.6W hFE=4卜80。 KSE13001的封装形式虽然同样为TO-92,但其引脚电极的排序却与 KSP4M同， 这一点在代换时要特别注意。KSE13001引脚电极的识别方法是，当面向三极管的印字标识

15、面时，其引脚电极1为基极B、2为集电极C、3为发射极E。IRFZ48N 为TO-220形式封装的N沟道增强型MO驮速功率开关管。其引脚 电极排序1为栅极G 2为漏极?3为源极S。IRFZ48N的主要参数指标为： VDss=55V ID=66A, Ptot=140W, TJ=175C, RDS(ON 16mQ。当IRFZ48N损坏无法买到时，可用封装形式和引脚电极排序完全相同的 N 沟道增强型MO湃关管IRF3205进行代换。IRF3205的主要参数为VDss=55V ID=110A, RDS(ON 8伍。其市场售价仅为每只 3元左右。IRF740A 为TO-220形式封装的N沟道增强型MO驮速

16、功率开关管。其引脚 电极排序1为栅极G 2为漏极?3为源极S。IRF740A 的主要参数指标为： VDSS=400V ID=10A, Ptot=120W , RDS(ON 550演。当IRF740A损坏无法买到时，可用封装形式和引脚电极排序完全相同的N沟道增强型 MOS开关管 IRF740B IRF740或 IRF730进行代换。IRF740、IRF740B 的主要参数与IRF740A完全相同。IRF730的主要参数为 VDSS=400V ID=5.5A, RDS(ON 1 Q。其中IRF730的参数虽然与IRF740系列的相比略差，但对于150W 以下功率的逆变器来说，其参数指标已经是绰绰有

17、余了。HER306为3A、600V的快恢复整流二极管，其反向恢复时间 Trr=100ns ,可 用HER307(3A 800V)或者HER308(3A 1000V)进行代换。对于150W以下功率的 车载逆变器，其中的快恢复二极管 HER30町以用BYV26俄者最容易购置到的 FR107进行代换。BYV264 1A、600V的快恢复整流二极管，其反向恢复时间 Trr=30ns ; FR107为1A、1000V的快恢复整流二极管，其反向恢复时间 =100ns。 从器件的反向恢复时间这一参数指标考虑，代换时选用BYV26CH为适宜些。TL494CN、KA75004 PWMI制芯片。对目前市场上的各种

18、车载逆变器产品 进行剖析可以发现，有的车载逆变器产品中使用了两只 TL494CNK片，有的是使 用了两只KA7500W片，还有的是两种芯片各使用了一只， 更为离奇的是，有的 产品中居然故弄玄虚，将其中的一只TL494C以者KA7500C片的标识进行了打 磨，然后标上各种乖僻的芯片型号，让维修人员倍感困惑。实际上只要对照芯片 的外围电路一看，就知道所用的芯片必定是TL494CN者KA7500C经仔细查阅、比照TL494CN KA7500CW种芯片的原厂pdf资料，发现这两 种芯片的外部引脚排列完全相同,就连其内部的电路也几乎完全相同,区别仅仅 是两种芯片的内部运放输入端的基准源大小略微有点差异，对电路的功能和性能 没有影响，因此这两种芯片完全可以相互替代使用， 并且代换时芯片的外围电路 的参数不必做任何的修改。经实际使用过程中的成功代换经验，也证实了这种代 换的可行性和代换后电路工作性能的可靠性。由于目前市场上已经很难找到 KA7500W片了，并且即使能够买到，其价格 也至少是TL494C此片的两倍以上，因此这里介绍的使用 TL494CNA接代换 KA7500W片的成功经验和方法,对于车载逆变器产品的生产厂商和广阔维修人 员来说确实是一个很好的消息。