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逆變器的使用與安全問題
2022-06-20

　　簡單地說，逆變器就是一種將低壓（12或24伏或48伏）直流電轉變?yōu)?20伏交流電的電子設備。因為我們通常是將220伏交流電整流變成直流電來使用，而逆變器的作用與此相反，因此而得名。我們處在一個“移動”的時代，移動辦公，移動通訊，移動休閑和娛樂。在移動的狀態(tài)中，人們不但需要由電池或電瓶供給的低壓直流電，同時更需要我們在日常環(huán)境中不可或缺的220伏交流電，逆變器就可以滿足我們的這種需求。 　　 　　逆變器的工作原理 　　逆變器是一種DC to AC的變壓器，它其實與轉化器是一種電壓逆變的過程。逆變器轉換器是將電網的交流電壓轉變?yōu)榉€(wěn)定的12V直流輸出，而逆變器是將Adapter輸出的12V直流電壓轉變?yōu)楦哳l的高壓交流電；兩個部分同樣都采用了用得比較多的脈寬調制（PWM）技術。其核心部分都是一個PWM集成控制器，Adapter用的是UC3842，逆變器則采用TL5001芯片。TL5001的工作電壓范圍3.6～40V，其內部設有一個誤差放大器，一個調節(jié)器、振蕩器、有死區(qū)控制的PWM發(fā)生器、低壓保護回路及短路保護回路等。 　　輸入接口部分：輸入部分有3個信號，12V直流輸入VIN、工作使能電壓ENB及Panel電流控制信號DIM。VIN由Adapter提供，ENB電壓由主板上的MCU提供，其值為0或3V，當ENB=0時，逆變器不工作，而ENB=3V時，逆變器處于正常工作狀態(tài)；而DIM電壓由主板提供，其變化范圍在0～5V之間，將不同的DIM值反饋給PWM控制器反饋端，逆變器向負載提供的電流也將不同，DIM值越小，逆變器輸出的電流就越大。 　　電壓啟動回路：ENB為高電平時，逆變器輸出高壓去點亮Panel的背光燈燈管。 　　PWM控制器：有以下幾個功能組成：內部參考電壓、誤差放大器、振蕩器和PWM、過壓保護、欠壓保護、短路保護、輸出晶體管。 　　直流變換：由MOS開關管和儲能電感組成電壓變換電路，輸入的脈沖經過推挽放大器放大后驅動MOS管做開關動作，使得直流電壓對電感進行充放電，這樣電感的另一端就能得到交流電壓。 　　LC振蕩及輸出回路：保證燈管啟動需要的1600V電壓，并在燈管啟動以后將電壓降至800V。 　　輸出電壓反饋：當負載工作時，反饋采樣電壓，起到穩(wěn)定I逆變器電壓輸出的作用。 　　逆變器作用 　　逆變器是把直流電能（電池、蓄電瓶）轉變成交流電（一般為220v50HZ正弦或方波）。通俗的講，逆變器是一種將直流電（DC）轉化為交流電（AC）的裝置。它由逆變橋、控制邏輯和濾波電路組成。 　　廣泛適用于空調、家庭影院、電動砂輪、電動工具、縫紉機、DVD、VCD、電腦、電視、洗衣機、抽油煙機、冰箱，錄像機、按摩器、風扇、照明等 。 　　簡單地說，逆變器就是一種將低壓（12或24伏或48伏）直流電轉變?yōu)?20伏交流電的電子設備。因為我們通常是將220伏交流電整流變成直流電來使用，而逆變器的作用與此相反，因此而得名。我們處在一個“移動”的時代，移動辦公，移動通訊，移動休閑和娛樂。在移動的狀態(tài)中，人們不但需要由電池或電瓶供給的低壓直流電，同時更需要我們在日常環(huán)境中不可或缺的220伏交流電，逆變器就可以滿足我們的這種需求。 　　特點 　　1.轉換效率高、啟動快； 　　2.安全性能好：產品具備短路、過載、過/欠電壓、超溫5種保護功能； 　　3.物理性能良好：產品采用全鋁質外殼，散熱性能好，表面硬氧化處理，耐摩擦性能好，并可抗一定外力的擠壓或碰擊； 　　4.帶負載適應性與穩(wěn)定性強。 　　 　　逆變器的使用 　　1、直流電壓要一致每臺逆變器都有接入直流電壓數值，如12V，24V等，逆變器（圖4）要求選擇蓄電池電壓必須與逆變器直流輸入電壓一致。例如，12V 逆變器必須選擇12V蓄電池。 　　2、逆變器輸出功率必須大于電器的使用功率，特別對于啟動時功率大的電器，如冰箱、空調，還要留大些的余量。 　　3、正、負極必須接正確逆變器接入的直流電壓標有正負極。紅色為正極（+），黑色為負極（—），蓄電池上也同樣標有正負極，紅色為正極（+），黑色為負極（—），連接時必須正接正（紅接紅），負接負（黑接黑）。連接線線徑必須足夠粗，并且盡可能減少連接線的長度。 　　4、應放置在通風、干燥的地方，謹防雨淋，并與周圍的物體有20cm以上的距離，遠離易燃易爆品，切忌在該機上放置或覆蓋其它物品，使用環(huán)境溫度不大于40℃。 　　5、充電與逆變不能同時進行。即逆變時不可將充電插頭插入逆變輸出的電氣回路中。 　　6、兩次開機間隔時間不少于5秒（切斷輸入電源）。 　　7、請用干布或防靜電布擦拭以保持機器整潔。 　　8、在連接機器的輸入輸出前，請首先將機器的外殼正確接地。 　　9、為避免意外，嚴禁用戶打開機箱進行操作和使用。 　　0、懷疑機器有故障時，請不要繼續(xù)進行操作和使用，逆變器應及時切斷輸入和輸出，由合格的檢修人員或維修單位檢查維修。 　　11、在連接蓄電池時，確認手上沒有其它金屬物，以免發(fā)生蓄電池短路，灼傷人體。 　　12、使用環(huán)境，基于安全和性能的考慮，安裝環(huán)境應具備以下條件： 　?。?）干燥：不能浸水或淋雨； 　?。?）陰涼：溫度在0℃與40℃之間； 　?。?）通風：保持殼體上5CM內無異物，其它端面通風良好。 　　13、安裝使用方法 　?。?）將轉換器開關置于關（OFF）的位置，然后把雪茄頭插入車內點煙器插口，確保插到位而接觸良好； 　?。?）確認所有電器的功率在G-ICE標稱功率以下方可使用，將電器的220V插頭直接插入轉換器一端的 220V插座內，并確保兩個插座所有連接電器的功率之和在G-ICE標稱功率以內； 　?。?）開啟轉換器開關，綠色指示燈亮，表示工作正常。 　?。?）紅色指示燈亮，表示因過壓/欠壓/過載/過溫，導致轉換器關斷。 　　（5）在很多情況下，由于車用點煙器插口輸出有限，使得正常使用時轉換器報警或關斷，這時只要發(fā)動車輛或減小用電功率即可恢復正常。 　　14、注意事項 　?。?）電視機，顯示器，電動機等在啟動時電量達到峰值，逆變器盡管轉換器可以承受標稱功率2倍的峰值功率，但有些功率符合要求的電器的峰值功率可能會超過轉換器的峰值輸出功率，引發(fā)過載保護，電流被關斷。同時帶動多個電器，可能發(fā)生這種情況，這時應先關閉電器開關，打開轉換器開關，然后逐個打開電器開關，并應最先開啟峰值最高的電器。 　　（2）在使用過程中，電瓶電壓開始下降，當轉換器DC輸入端的電壓降到10.4-11V時，報警器發(fā)出峰鳴聲，此時電腦或其它敏感電器應及時關閉，若忽視報警聲，轉換器將在電壓到9.7-10.3V時，自動關斷，這樣可以避免電瓶被過量放電，電源保護關斷后，紅色指示燈亮起； 　?。?）應及時啟動車輛，給電瓶充電，防止電量衰竭，影響汽車啟動和電瓶壽命； 　?。?）盡管轉換器沒有過壓保護功能，輸入電壓超過16V，仍有可能損壞轉換器； 　　（5）連續(xù)使用后，殼體表面溫度會上升到60℃，注意氣流通暢，易受高溫影響的物體應遠離。 　　 　　逆變器的安全性問題 　　設計上要考慮的安全性問題 　　1、必須選擇金屬外殼產品：車載逆變器由于功率較大，發(fā)熱亦大，如果內部熱量不能及時散出，輕則影響元器件壽命，重則有產生火災的危險。金屬外殼，一方面具有良好的散熱特性，另一方面也不會燃燒。塑膠外殼的產品，最好不要選用。市面上有些產品為了節(jié)約成本，150W甚至175W的產品都使用塑膠外殼，這樣的產品，即使加了風扇幫助散熱，也不推薦選用，因為風扇一是增加了使用中的噪音，影響使用舒適度，二是工作壽命一般都比較短，這樣就降低了整機的可靠性，萬一哪天停轉了，后果可就嚴重了。 　　2、為行車安全，一定要選用分體式產品，不要選用一體化產品：一體式的缺點有四個，第一、由于汽車點煙器插座不是很深，一體式的逆變器重量集中在后部，汽車行駛過程中的顛簸容易將逆變器抖落掉或引起插頭接觸不良。第二、一體化逆變器插在點煙器插座上，后部露出較長，插上用電電器，露出會更長，會影響右手的換檔操作，這可是跟行車安全息息相關的，千萬注意了。第三、由于直接插在點煙器插座上，一體式逆變器后排無法使用，只有用插線板延長。第四、一體式外殼都是塑膠，大家都知道塑膠不耐高溫，因此一體式逆變器跟點煙器插座接觸的部分如果通過大電流會產生高溫，因而導致一體式逆變器頭部變形或熔化，嚴重還會引起火災?；谝陨显颍瑹o論從使用安全還是從使用方便性上來看，都不能選用一體式的逆變器，而應當選用金屬外殼分體式的逆變器 　　3、150W功率以上逆變器必須配電瓶夾子線：汽車點煙器保險絲一般為15A，只適合使用額定功率在150W以下的電器。超過150W就必須使用電瓶夾子線直接從電瓶取電，否則會燒壞汽車配線及保險絲。 　　4、要選用輸出波形是正弦波或模擬正弦波的產品：純方波輸出的產品輸出波形上升沿和下降沿十分陡峭，其正向最大值到負向最大值幾乎在同時產生，這樣，對負載和逆變器本身造成劇烈的不穩(wěn)定影響。同時，其帶負載能力差，不能帶感性負載。如所帶的負載過大，方波電流中包含的三次諧波成分將使流入負載中的容性電流增大，嚴重時會損壞負載的電源濾波電容。 　　5、要具有過溫報警和過溫保護功能：帶大功率電器時，逆變器會產生大量熱量，如果溫度過高，一是影響逆變器的正常使用壽命，二是有發(fā)生火災的危險。三是如果在不知道的情況下摸到，還會燙傷手。具備過溫保護功能的逆變器，能在溫度上升到70度左右發(fā)出蜂鳴聲報警并自動停止工作，切斷輸出，從而保護了逆變器自身的安全及車內人員的安全。 　　6、輸入必須具有欠壓保護：很多時候逆變器都是在停車狀態(tài)下使用，具有輸入欠壓保護功能，在電瓶電壓低到一定程度時，會發(fā)出蜂鳴聲報警，提醒用戶應該關閉電器了，低到一定程度還會自動停止工作，這樣就可以防止電瓶過度放電，造成打不著車的尷尬。 　　7、保護逆變器自身安全的輸入過壓保護、輸出過載保護、輸出短路保護也必不可少。 　　使用中要注意的安全性問題 　　1、最好固定使用，切記不要放在中控臺上使用：逆變器一般都比較重，如果放在中控臺上使用，急剎車時很容易飛起來砸傷人或砸碎擋風玻璃哦，千萬注意。 　　2、不要在停車狀態(tài)下使用逆變器時忽然點火：汽車點火時會產生一個很高的沖擊電壓，容易擊穿逆變器的MOSFET器件而造成逆變器的損壞。正確做法是先關閉逆變器再點火。等汽車點著火以后再繼續(xù)使用逆變器。 　　3、不要用手直接去觸摸輸出端：雖然功率很小，也會觸電的，呵呵。 　　4、使用大功率逆變器時，150W以上電器，逆變器必須使用電瓶夾子線直接從電瓶取電：汽車點煙器保險絲一般為15A，只適合使用額定功率在150W以下的電器。超過150W就必須使用電瓶夾子線直接從電瓶取電，否則會燒壞汽車配線及保險絲。 　　5、正常使用情況下逆變器輸入保險絲燒壞，最好不要自己更換：逆變器99%的情況下輸入保險絲燒壞都是因為輸入MOSFET擊穿，如果更換保險絲繼續(xù)使用，很容易燒壞汽車上的保險絲。正確的做法是與銷售商或廠家售后服務聯系。 　　 　　逆變器的使用環(huán)境 　　1、干燥：不能將逆變器安裝時暴露在雨天，雪霜天，霧天等潮濕的環(huán)境中，不允許逆變電源上有水滴或油污。 　　2、溫控：逆變器的環(huán)境溫度控制在0-40攝氏之間。 　　3、安全：逆變器不能安裝在電池，易燃物品區(qū)，燃料儲存區(qū)以及燃油發(fā)動機周邊。 　　4、通風：逆變器的周圍至少要有30毫米的通風空間，確保逆變器的通風口沒有被任何物品阻塞。 　　5、灰塵：不能將逆變器安裝在多灰塵的環(huán)境中。 　　6、電池或者電池組：盡量不要使用過長的電纜線，但要將逆變器與電池隔開，電池也同樣不可暴露在外，它所產生的氣體具有強烈的腐蝕性，長時間會損壞逆變器。 　　7、地線連接：逆變器的接地端口用導線安全接地或者將地線用導線安全連接在你的負載上。

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