逆变器是什么东西（逆变器工作原理解析）

逆变器是将DC电能(电池、蓄电池)转换成交流电(一般为220V、50Hz正弦波)的装置。它由逆变桥、控制逻辑和滤波电路组成。广泛应用于空音响、家庭影院、电动砂轮、电动工具、缝纫机、DVD、VCD、电脑、电视、洗衣机、油烟机、冰箱、录像机、按摩器、风扇、照明等。在国外，由于汽车的普及率很高，外出工作或旅行时，可以用逆变器连接电池驱动电器和各种工具工作。点烟器输出的车载逆变器有20W、40W、80W、120W到150W功率规格。较大功率的逆变器应通过连接线连接到蓄电池上。通过将家用电器连接到电源转换器的输出，可以在汽车中使用各种电器。可以使用的电器有:手机、笔记本电脑、数码相机、照相机、照明灯、电动剃须刀、CD机、游戏机、PDA、电动工具、车载冰箱、各种旅游、露营、医疗等应急电器等。

操作原理

逆变器是一个DC到交流的变压器，实际上是一个用变流器进行电压逆变的过程。转换器将电网的交流电压转换成稳定的12V DC输出，逆变器将适配器输出的12V DC电压转换成高频高压交流电。脉宽调制(PWM)技术在这两个部分都得到了广泛应用。其核心部分是PWM集成控制器，适配器采用UC3842，逆变器采用TL5001芯片。TL5001的工作电压范围为3.6 ~ 40 V，配有误差放大器、稳压器、振荡器、带死区控制的PWM发生器、低压保护电路和短路保护电路。

输入部分:输入部分有三个信号，12V DC输入VIN，工作使能电压ENB和面板电流控制信号DIM。ENB的电压由适配器提供，ENB的电压由主板上的MCU提供，其值为0或3V。当ENB=0时，逆变器不工作，但当ENB=3V时，逆变器处于正常工作状态。DIM电压由主板提供，范围为0 ~ 5V。如果不同的DIM值反馈到PWM控制器的反馈端，逆变器提供给负载的电流就会不同。DIM值越小，逆变器的输出电流越大。

电压启动电路:当ENB为高电平时，输出高电压点亮面板背光。

PWM控制器:具有以下功能:内部基准电压、误差放大器、振荡器和PWM、过压保护、欠压保护、短路保护和输出晶体管。

DC转换:电压转换电路由MOS开关管和储能电感组成。输入脉冲经推挽放大器放大后驱动MOS管开关，使DC电压对电感充放电，使电感的另一端得到交流电压。

LC振荡及输出电路:保证启动灯所需的1600V电压，启动灯后将电压降至800V。

输出电压反馈:负载工作时，反馈采样电压，稳定I逆变器的电压输出。

功能

逆变器是将直流电(电池、蓄电池)转换成交流电(一般为220v50HZ的正弦波或方波)。一般来说，逆变器是一种将直流电(DC)转换成交流电(AC)的装置。它由逆变桥、控制逻辑和滤波电路组成。广泛应用于空音响、家庭影院、电动砂轮、电动工具、缝纫机、DVD、VCD、电脑、电视、洗衣机、油烟机、冰箱、录像机、按摩器、风扇、照明等。

简单地说，逆变器是一种将低压(12或24伏或48伏)DC转换成220伏交流电的电子设备。因为我们通常将220v交流电整流成DC使用，而逆变器的功能正好相反，因此得名。我们处在一个“移动”的时代，移动办公，移动通讯，移动休闲娱乐。在移动状态下，人们不仅需要电池或蓄电池提供的低压直流电，还需要我们日常环境中不可或缺的220伏交流电。这个逆变器可以满足我们的需求。

特性

1.高转换效率和快速启动；

2.安全性能好:产品具有短路、过载、过压/欠压、超温五大保护功能；

3.物理性能好:产品采用全铝外壳，散热性好，表面硬氧化处理，耐摩擦性好，能抵抗一定外力的挤压或冲击；

4.负载适应性和稳定性强

工作效率

逆变器在工作的时候，也会消耗一些功率，所以它的输入功率大于输出功率。逆变器的效率是输出功率与输入功率的比值，即逆变器的效率是输出功率与输入功率的比值。如果逆变器输入100瓦的DC，输出90瓦的交流电，其效率为90%。

可用范围

1.使用办公设备(如电脑、传真机、打印机、扫描仪等。);

2.使用家用电器(如游戏机、DVD、音响、相机、电风扇、灯具等。);

3.或者当电池(手机、电动剃须刀、数码相机、摄像机等。)需要收费；

注意使用

1.DC电压应该是一致的。每个逆变器都连接有DC电压值，如12V、24V等。要求电池电压应与逆变器的DC输入电压一致。比如12V逆变器一定要选择12V电池。

2.逆变器的输出功率必须大于电器的使用功率，特别是对于启动时功率较大的电器，如冰箱，空，要留有较大的余量。

3.正极和负极必须正确连接。

连接到逆变器的DC电压标有正极和负极。红色为正极( )，黑色为负极(—)，电池上还标有正负极，红色为正极( )，黑色为负极(—)。连接时必须是正(红对红)，负对负(黑对黑)。连接线的直径一定要足够粗，尽量减少连接线的长度。

4.应放置在通风干燥、防雨的地方，并与周围物体保持20cm以上的距离，远离易燃易爆物品。严禁在机器上放置或覆盖其它物品，工作环境温度不超过40℃。

5.充电和逆变不能同时进行。也就是说，充电插头不应插入逆变器输出的电路中。

6.两次开机时间间隔不得少于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.在连接机器的输入和输出之前，请将机器外壳正确接地。

9.为避免事故发生，严禁用户打开机箱进行操作和使用。

10.如果怀疑机器有故障，请不要继续操作使用。你应该及时切断输入和输出，并请有资格的维修人员或维修单位进行检查和维修。

11.连接电池时，确保手上没有其他金属物体，以免电池短路，灼伤人体。

12.操作环境。基于安全和性能考虑，安装环境应满足以下条件:

1)干燥:不能被水或雨水浸泡；

2)凉:温度在0℃到40℃之间；

3)通风:保持外壳5CM内无异物，其他端面通风良好。

13、安装和使用方法

1)将转换器开关置于关闭位置，然后将雪茄头插入车内点烟器插座，确保插到位且接触良好；

2)确认G-ICE标称功率后才能使用所有电器的功率，将电器的220V插头直接插入转换器一端的220V插座，并确保两个插座中所有连接的电器的功率之和在G-ICE标称功率之内；

3)打开转换器开关，绿色指示灯亮，表示工作正常。

4)红色指示灯亮，表示变频器因过压/欠压/过载/过热而关闭。

5)很多情况下，由于点烟器插座输出有限，转换器在正常使用时会报警或关闭。此时，只要启动车辆或降低耗电量，就可以恢复正常。

14、注意事项

1)电视机、显示器、电机等。启动时具有峰值功率。虽然变频器可以承受两倍标称功率的峰值功率，但某些符合要求的电器峰值功率可能会超过变频器的峰值输出功率，造成过载保护，电流被关断。当同时驱动多个电器时，可能会出现这种情况。这时候你要先关掉电器开关，打开转换器开关，然后一个一个的打开电器开关，先打开峰值最高的电器。

2)使用过程中，电池电压开始下降。当转换器DC输入端的电压降至10.4-11V时，警报听起来会像峰值。此时应及时关闭电脑或其他敏感电器。如果忽略报警声，当电压达到9.7-10.3V时，转换器会自动关闭，这样可以防止电池过度放电。电源保护关闭后，红色指示灯亮起。

3)应及时启动车辆给电池充电，防止停电影响车辆启动和电池寿命；

4)虽然变频器没有过压保护功能，输入电压超过16V，但变频器仍可能损坏；

5)连续使用后，外壳表面温度会上升到60℃。注意气流畅通，远离易受高温影响的物体。

主要分类

波串属性

主要有两种，一种是正弦波逆变器，一种是方波逆变器。

正弦波逆变器输出的是和我们日常电网一样甚至更好的正弦波交流电，因为电网没有电磁污染。

方波逆变器输出质量较差的方波交流电，其正最大值到负最大值几乎同时产生，从而对负载和逆变器本身造成严重的不稳定影响。同时它的负载能力差，只有额定负载的40-60%，所以不能带感性负载。如果负载过大，方波电流中含有的三次谐波分量会增加流入负载的容性电流，严重时会损坏负载的电力滤波电容。

针对以上缺点，准正弦波(或称修正正弦波、修正正弦波、模拟正弦波等。)逆变器出现，其输出波形有一个从正最大值到负最大值的时间间隔，提高了使用效果。而准正弦波的波形仍然是由折线组成，属于方波的范畴，连续性不好。

总之，正弦波逆变器提供高质量的交流电，可以驱动任何一种负载，但技术要求和成本较高。准正弦波逆变器可以满足我们大部分的用电需求，效率高，噪音低，价格适中，因此成为市场上的主流产品。方波逆变器由简单的多谐振荡器制成，其技术属于50年代的水平，将逐渐退出市场。

根据电源的不同，逆变器分为煤电逆变器、太阳能逆变器、风电逆变器和核电逆变器。根据用途不同，可分为独立控制逆变器和并网逆变器。

世界上的太阳能逆变器，欧美的效率高，欧洲标准是97.2%，但是价格比较贵。其他国产逆变器效率在90%以下，但价格比进口便宜很多。

除了功率和波形，选择逆变器的效率也很重要。效率越高，浪费在逆变器上的能量就越少，更多的能量将用于电器，尤其是当你使用低功率系统时。

根据起源和发展的性质

有源逆变器:将电流回路中的电流接入交流侧电网而不直接接入负载的逆变器；

无源逆变器:使电流回路中的电流直接接入负载(即把直流电逆变为一定频率或频率可调的交流电供给负载)而不接入交流侧电网的逆变器。

按并网型

分为离网逆变器和并网逆变器。

根据拓扑结构

分为两电平逆变器、三电平逆变器和多电平逆变器。

根据功率水平

分为大功率逆变器、中功率逆变器和小功率逆变器。

常见类型

中小功率

中小功率逆变器是户用独立交流光伏系统中的重要环节之一，其可靠性和效率对于推广光伏系统、有效利用能源、降低系统成本至关重要？因此，各国光伏专家一直在努力开发适合家用的逆变电源，以推动这一行业更好更快的发展。

多重串联型

多重串联逆变器应用于电动汽车有很多优点。串联输出电压矢量的种类大大增加，增强了控制的灵活性，提高了控制的精度。同时降低了电机中性点电压的波动。逆变器的旁路特性可以提高充电和再生制动控制的灵活性。

随着人们对城市环境的日益关注，电动汽车的发展获得了难得的机遇。在城市交通中，电动公交车因其容量大、综合效益高而成为优先发展的对象。大多数电动公交车使用三相交流电机。由于电机的大功率，三相逆变器中的器件需要承受高电压和大电流的应力。dv/dt高使得电磁辐射严重，要求散热好。

而多串联结构的大功率逆变器降低了单个器件承受的电压应力，降低了对器件的要求。dv/dt值降低，电磁辐射减少，器件发热也大大降低；由于输出电平的多样性，控制性能更好。

多重串联逆变器适用于大功率电动汽车驱动系统。多节串联结构可以降低多节电池串联带来的危险，降低器件的开关应力，减少电磁辐射。但是所需的电池数量增加了2倍。

多串联结构的输出电压矢量种类大大增加，增强了控制灵活性，提高了控制精度；同时降低了电机中性点电压的波动。为了保持各组电池电量的平衡，需要保证电池在运行过程中的放电时间一致。通过旁路，电池组可以灵活充电，再生制动的扭矩也可以控制。

安装在车辆上

车载逆变器一般由汽车电瓶或点烟器供电，先将低压DC转换成265V左右的DC，再将高压DC转换成220V、50Hz的交流电。车载逆变器打破了汽车使用电器的诸多限制。车载电源不仅适用于车载系统，只要有DC12V DC电源就可以使用。车载逆变器充分考虑了外部使用环境，过载或短路时会自动保护关闭。

车载逆变器的使用方法

1.将车载逆变器插入点烟器的插座。插入时请检查插头和插座之间的紧密度。太松的时候，把插头两边的弹片打开，再插进点烟器插座。

2.确认车载逆变器的电源指示灯是否亮。

3.将所用电器的电源插头插入车载电源转换器的插座中。

注意事项:

1.拔下正在连续使用的电器时，一定要先确认所用电器的开关是否已设置为“关”，然后再拔下电源插头。

2.更换车载逆变器的保险丝时，请务必使用相同型号和规格的保险丝。使用非指定规格的保险丝或电线会导致异常过热和火灾。

3.及时清理车载逆变器插头处的污垢，以免造成接触不良或逆变器异常过热。

4.使用后或不使用车载逆变器时，将车载逆变器从点烟器插座上拔下，并妥善保管。

车载逆变器的选择

车载逆变器是一种工作在大电流、高频环境下的电源产品，其潜在故障率相当高。因此，消费者在购买时一定要小心:

首先从逆变器输出波形上选择，最好不低于准正弦波；

其次，逆变器应具有完整的电路保护功能；

第三，厂家要有良好的售后服务承诺；

第四，电路和产品经过一段时间的测试。

1.除了价格因素，选择车载电源时需要考虑的主要因素是车载电源对输入电压和输出功率的要求。另外，由于各种电器的功率差别很大，车载电源要根据使用要求来选择，原则是够用就行。

2.根据使用的电器种类，选择合适的车载电源是很有必要的。对于日常阻性电器，方波、校正波、正弦波可以一起使用，对于感性电器，必须选用正弦波逆变器。

3.方波/修正波逆变电源不能带感性负载和容性负载，不能驱动空调制，不能为高品质音频电视提供电源。严格来说，方波/修正波逆变器会影响电器的使用寿命，使用正弦波逆变器就不会出现这些问题。

4.一般车的点烟器保险是10A或者15A(10A保险多为老款或者进口车型)，也就是说一般车可以使用的车载逆变电源是120W或者180W。如果需要大功率逆变器(180W或200W以上)，一定要检查包装内是否有电池夹。没有电池夹的大功率逆变器在汽车上的使用将受到限制。

5.一般的车载电源在点烟器端都会有保险。汽车用品Qiqi.com提醒您，一定要打开检查这个保险是否与点烟器的保险不符(理论上应该小于等于点烟器的保险)，这样点烟器的保险才能发挥作用。否则会烧坏点烟器的保险，造成不必要的麻烦。

车载逆变器的注意事项

首先，应严格按照用户手册使用变频器。

其次，逆变器的输出电压是220V AC，而这个220V AC在一个很窄的空范围内，可以移动，所以要格外小心。应该放在安全的地方，防止触电。不用时，最好切断其输入电源；

第三，不要将逆变器放在阳光直射的地方或加热器出口附近。变频器的工作环境温度不应超过40℃；

第四，逆变器工作时会发热，不要在附近或上面放任何东西。

第五，逆变器怕水，不要让它淋湿或洒水。

应用领域

1.车上逆变器得到的220V电是220V 50HZ。高档的是正弦波，便宜的一般是方波。

正弦波型和插座用电是一样的，方波型其实也可以。但是如果使用风扇等带电机的设备，会有一些噪音。之所以用方波，是因为这种调制方式成本更低。一般车上这种逆变器最大功率只有500瓦，空调制一般都在700瓦以上。另外，你真的那么想把户空转到车上吗？？？车内的空音，包括那些公交车，是让发动机直接驱动压缩机，而不是用电。如果中间多了一个电转换过程，损耗就更大了。而且不好装，还是用车空调的好。

2.连接笔记本，电视，碟片播放器之类的，只要在他的额定功率下使用，就没有问题。但是，需要注意的是，他是连接到汽车的电池上的。虽然他通常会在11V时自动保护断电，以避免汽车因电压过低而无法启动，但仍然不适合在发动机不运转时使用。所以负荷比较重的情况下建议启动发动机。如果是给手机充电，那就没有问题。

3.在电动车上，有一个模块叫DC-DC，也叫DC转换器。该模块具有48V的输入和12V的输出，因此您只能通过购买具有12V输入的板载逆变器来使用它。当然如果能买到48V输入的变频器就更好了，不过估计很难买到。此外，该模块只能提供5A的电流，但最多只能提供10A。此外，由于使用大灯，很容易超载。

建议:如果可以，买一个额外的DC转换器，为你的逆变器供电。那么，如果DC转换器只能提供5A，逆变器的输入应该小于5A，否则可能会损坏模块。当然，有些DC转换器的电流非常大。如果没有修车的地方，可以去一些电器店或者请他们来修，也可以并联几个DC转换器。总之，不要让他们超负荷。

4.城轨车辆上有一台vvvf牵引逆变器，用于变频变压。列车被牵引时，高压(一般为dc750V或DC1500V)转换成频率和电压可调的三相电，供给牵引电机。制动时，列车惯性带动牵引电机转动产生的三相电可转换成直流电回馈电网或被能耗模块消耗。

变频器在通信领域的主要应用有:

为DC供电提供交流辅助电源。

一些维护工具需要交流电源，DC电力无法提供，但可以通过逆变器提供。

为光伏并网供电系统提供DC-交流转换功能。

将太阳能系统产生的直流电转换成交流电，输入电网。