逆变器的基础知识

逆变器的基础知识
随着现代科技的进步，逆变器的出现为大家的生活提供了不小的便利，逆变器是把直流电能（电池、蓄电瓶）转变成交流电（一般为220V,50Hz正弦波），它由逆变桥、控制逻辑和滤波电路组成，广泛适用于空调、家庭影院、电动砂轮、电动工具、缝纫机、DVD、VCD、电脑、电视、洗衣机、抽油烟机、冰箱，录像机、按摩器、风扇、照明等，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。

下面为大家介绍一下逆变器的作用、特点、工作原理、分类、使用注意、安装使用方法、常见问题与处理方法。

一、逆变器的作用
1、逆变器是把直流电能(电池、蓄电瓶)转变成交流电(一般为220v50HZ正弦或方波)。

通俗的讲，逆变器是一种将直流电(DC)转化为交流电(AC)的装置。

它由逆变桥、控制逻辑和滤波电路组成。

2、广泛适用于空调、家庭影院、电动砂轮、电动工具、缝纫机、DVD、VCD、电脑、电视、洗衣机、抽油烟机、冰箱，录像机、按摩器、风扇、照明等。

3、简单地说，逆变器就是一种将低压(12或24伏或48伏)直流电转变为220伏交流电的电子设备。

因为我们通常是将220伏交流电整流变成直流电来使用，而逆变器的作用与此相反，因此而得名。

我们处在一个"移动"的时代，移动办公，移动通讯，移动休闲和娱乐。

在移动的状态中，人们不但需要由电池或电瓶供给的低压直流电，同时更需要我们在日常环境中不可或缺的220伏交流电，逆变器就可以满足我们的这种需求。

二、逆变器的特点
1、转换效率高、启动快；
2、安全性能好：产品具备短路、过载、过/欠电压、超温5种保护功能；
3、物理性能良好：产品采用全铝质外壳，散热性能好，表面硬氧化处理，耐摩擦性能好，并可抗一定外力的挤压或碰击；
4、带负载适应性与稳定性强。

三、逆变器工作原理
1、逆变器是一种DC to AC的变压器，它其实与转化器是一种电压逆变的过程。

转换器是将电网的交流电压转变为稳定的12V直流输出，而逆变器是将
Adapter输出的12V直流电压转变为高频的高压交流电；两个部分同样都采用了用得比较多的脉宽调制（PWM）技术。

其核心部分都是一个PWM集成控制器，Adapter用的是UC3842，逆变器则采用TL5001芯片。

TL5001的工作电压范围3.6～40V，其内部设有一个误差放大器，一个调节器、振荡器、有死区控制的PWM 发生器、低压保护回路及短路保护回路等。

2、输入接口部分：输入部分有3个信号，12V直流输入VIN、工作使能电压ENB及Panel电流控制信号DIM。

VIN由Adapter提供，ENB电压由主板上的MCU 提供，其值为0或3V，当ENB=0时，逆变器不工作，而ENB=3V时，逆变器处于正常工作状态；而DIM电压由主板提供，其变化范围在0～5V之间，将不同的DIM值反馈给PWM控制器反馈端，逆变器向负载提供的电流也将不同，DIM值越小，逆变器输出的电流就越大。

3、电压启动回路：ENB为高电平时，输出高压去点亮Panel的背光灯灯管。

4、PWM控制器：有以下几个功能组成：内部参考电压、误差放大器、振荡器和PWM、过压保护、欠压保护、短路保护、输出晶体管。

5、直流变换：由MOS开关管和储能电感组成电压变换电路，输入的脉冲经过推挽放大器放大后驱动MOS管做开关动作，使得直流电压对电感进行充放电，这样电感的另一端就能得到交流电压。

6、LC振荡及输出回路：保证灯管启动需要的1600V电压，并在灯管启动以后将电压降至800V。

7、输出电压反馈：当负载工作时，反馈采样电压，起到稳定I逆变器电压输出的作用。

四、逆变器的分类
1、按逆变器输出交流电能的频率分，可分为工频逆变器、中频逆器和高频逆变器。

工频逆变器的频率为50～60Hz的逆变器；中频逆变器的频率一般为400Hz到十几kHz；高频逆变器的频率一般为十几kHz到MHz。

2、按逆变器输出的相数分，可分为单相逆变器、三相逆变器和多相逆变器。

3、按照逆变器输出电能的去向分，可分为有源逆变器和无源逆变器。

凡将逆变器输出的电能向工业电网输送的逆变器，称为有源逆变器；凡将逆变器输出的电能输向某种用电负载的逆变器称为无源逆变器。

4、按逆变器主电路的形式分，可分为单端式逆变器，推挽式逆变器、半桥式逆变器和全桥式逆变器。

5、按逆变器主开关器件的类型分，可分为晶闸管逆变器、晶体管逆变器、场效应逆变器和绝缘栅双极晶体管(IGBT)逆变器等。

又可将其归纳为“半控型”逆变器和“全控制”逆变器两大类。

前者，不具备自关断能力，元器件在导通后即失去控制作用，故称之为“半控型”普通晶闸管即属于这一类；后者，则具有自关断能力，即无器件的导通和关断均可由控制极加以控制，故称之为“全控型”，电力场效应晶体管和绝缘栅双权晶体管(IGBT)等均属于这一类。

6、按直流电源分，可分为电压源型逆变器(VSI)和电流源型逆变器(CSI)。

前者，直流电压近于恒定，输出电压为交变方波；后者，直流电流近于恒定，输也电流为交变方波。

7、按逆变器输出电压或电流的波形分，可分为正弦波输出逆变器和非正弦波输出逆变器。

8、按逆变器控制方式分，可分为调频式(PFM)逆变器和调脉宽式(PWM)逆变器。

9、按逆变器开关电路工作方式分，可分为谐振式逆变器，定频硬开关式逆变器和定频软开关式逆变器。

10、按逆变器换流方式分，可分为负载换流式逆变器和自换流式逆变器。

五、逆变器使用注意
1、直流电压要一致
每台逆变器都有接入直流电压数值，如12V，24V等，)要求选择蓄电池电压必须与逆变器直流输入电压一致。

例如，12V 逆变器必须选择12V蓄电池。

2、逆变器输出功率必须大于电器的使用功率，特别对于启动时功率大的电器，如冰箱、空调，还要留大些的余量。

3、正、负极必须接正确
逆变器接入的直流电压标有正负极。

红色为正极(+)，黑色为负极(-)，蓄电池上也同样标有正负极，红色为正极(+)，黑色为负极(-)，连接时必须正接正(红
接红)，负接负(黑接黑)。

连接线线径必须足够粗，并且尽可能减少连接线的长度。

4、应放置在通风、干燥的地方，谨防雨淋，并与周围的物体有20cm以上的距离，远离易燃易爆品，切忌在该机上放置或覆盖其它物品，使用环境温度不大于40℃。

5、充电与逆变不能同时进行。

即逆变时不可将充电插头插入逆变输出的电气回路中.
6、两次开机间隔时间不少于5秒(切断输入电源)。

7、请用干布或防静电布擦拭以保持机器整洁。

8、在连接机器的输入输出前，请首先将机器的外壳正确接地。

9、为避免意外，严禁用户打开机箱进行操作和使用。

10、怀疑机器有故障时，请不要继续进行操作和使用，应及时切断输入和输出，由合格的检修人员或维修单位检查维修。

11、在连接蓄电池时，确认手上没有其它金属物，以免发生蓄电池短路，灼伤人体。

12、使用环境，基于安全和性能的考虑，安装环境应具备以下条件:
①干燥:不能浸水或淋雨；
②阴凉:温度在0℃与40℃之间；
③通风:保持壳体上5CM内无异物，其它端面通风良好。

六、逆变器安装使用方法
1、将转换器开关置于关(OFF)的位置，然后把雪茄头插入车内点烟器插口，确保插到位而接触良好；
2、确认所有电器的功率在G-ICE标称功率以下方可使用，将电器的220V插头直接插入转换器一端的 220V插座内，并确保两个插座所有连接电器的功率之和在G-ICE标称功率以内；
3、开启转换器开关，绿色指示灯亮，表示工作正常。

4、红色指示灯亮，表示因过压/欠压/过载/过温，导致转换器关断。

5、在很多情况下，由于车用点烟器插口输出有限，使得正常使用时转换器报警或关断，这时只要发动车辆或减小用电功率即可恢复正常。

七、逆变器的常见问题与处理方法
1、绝缘阻抗低
使用排除法。

把逆变器输入侧的组串全部拔下，然后逐一接上，利用逆变器开机检测绝缘阻抗的功能，检测问题组串，找到问题组串后重点检查直流接头是否有水浸短接支架或者烧熔短接支架，另外还可以检查组件本身是否在边缘地方有黑斑烧毁导致组件通过边框漏电到地网。

2、母线电压低
如果出现在早/晚时段，则为正常问题，因为逆变器在尝试极限发电条件，如果出现在正常白天，检测方法依然为排除法，检测方法与1项相同。

3、漏电流故障
漏电流太大，取下PV阵列输入端，然后检查外围的AC电网，直流端和交流端全部断开，让逆变器停电30分钟，如果自己能恢复使用就继续使用，如果不能恢复，就要联系专业工程师。

4、直流过压保护
随着组件追求高效率工艺改进，功率等级不断更新上升，同时组件开路电压与工作电压也在上涨，设计阶段必须考虑温度系数问题，避免低温情况出现过压导致设备硬损坏。

5、逆变器开机无响应
请确保直流输入线路没有接反，一般直流接头有防呆效果，但是压线端子没有防呆效果，仔细阅读逆变器说明书确保正负极后再压接是很重要的。

逆变器内置反接短路保护，在恢复正常接线后正常启动。

6、电网故障
前期勘察电网重载（用电量大工作时间）/轻载(用电量少休息时间)的工作就在这里体现出来，提前勘察并网点电压的健康情况，与逆变器厂商沟通电网情况做技术结合能保证项目设计在合理范围内，特别是农村电网，逆变器对并网电压，并网波形，并网距离都是有严格要求的，出现电网过压问题多数原因在于原电网轻载电压超过或接近安规保护值，如果并网线路过长或压接不好导致线路阻抗/感抗过大，电站是无法正常稳定运行的。