在进行电源设计时,效率与可靠性都是设计者首先考虑的因素,在设计逆变电源时更是如此。逆变电源可靠性的提升对于新手们来说是一个较为头疼的问题,虽然有资料可供参考,但其中值给出了部分方法,却没有给出一些技巧或原理上的讲解。


先从输入回路的电解电容讲起,逆变器的 DC 输入电流通常很大。12V100OW 的逆变器输入电流最大可达 120A 以上,此时输入端的电解电容的选择就变得非常关键。如果选择不当,就会造成炸电解电容的故障。


这里并不是指选用一个较好的电容就可以,目前真正的低等效串联电阻与电感值的高频电解为数不多,并且价格昂贵。所以从实用性出发,目前主要靠普通电解多个并联法来降低电容的温升,同时注重风道散热设计来及时降温。当然,在普通'中选好—点的品牌与品质的电解是必需的。


下面来说说对不同负载特性适应性问题。这里主要分成两个方面来讲。一是逆变器自身的功率余量、允许最大带载启动输出电流与过流保护措施。二是对不同特性如感性、容性、负阻性等负载的适应性。

 

逆变器


一般如果在技术上没处理好这些问题,产品在使用时就易出现各种问题。


“均流均压"这简简单单四个字里不但包含平衡驱动、PCB 布线均衡(布线的 DC、AC 电阻相等)、还包含了管体散热均温、MOS 管的 Ron 动静态匹配(选管)等问题。


除去并网之外,逆变器的自我保护问题也是影响着逆变器的可靠性。这其中包括限流保护模式、热关断保护、用户操作异常保护、负载异常保护、启动保护等等。


对于原器件的参数设定与选型一样会影响到产品的可靠性。但对 MOS 管、超快整流二极管来说,不同的封装形式对可靠性的影响有时差别十分明显,需要谨慎对待。

 

举一个实例:某山寨小企业抄板了某个已成熟的逆变电路,此电路在别人那里反映不错,而在自己这里的产品却炸主功率 MOs 管的比例较高。摄氏 25 度环境时,输出满载 1000W,10 分钟后图 4 的 B 处(8 个 MOs 管的中心位置)的温度比 A 处高出 6~8 度! C 处(绿圈)最低,比 B 处低 14~15 度。(C 处为进风口,D 为风扇,样机为进风设计,据说是用以延长含油轴承的寿命),同样型号并联工作的功率 MOs 管,实际工作的温差那么大,对“均流"极其不利,所以更提不上高可靠性。


采用康铜丝采样时,由于为了减少损耗,一般输出电压极低,需放大后再作为反馈信号,多用作平均值限流控制,虽然响应速度慢,但却有限流精度高且稳定的优点,当蓄电池电压从 14.5V 下降到 10.5V 时,结合对限流值的补偿,可获得较理想的恒定输出功率,不会导致因蓄电池电压下降而影响逆变器的输出功率。


结合散热设计,对 MOS 管的并联来说,从参数筛选配对(如 Ron、ags 等的误差最好可以小于 5%)到每个 MOS 管的 PCB 的走线参数(PCB 布线的 AC、DC 阻抗)相近、驱动波形严格相同、工作时的温升变化同步一致等等,当然还有限流保护点的合理选定、装配焊接工艺的各个细节都不能掉以轻心,这样才能保证并联工作时的高可靠性。