高频逆变器的工作原理和分类-电路图讲解-电子技术方案

高频逆变电器是一种在工业领域使用的开关设备，高频逆变器的工作原理是什么，这种设备是采用程序逻辑进行控制的。高频逆变器可以使用在电信行业，是一种计算机房的一种开关设备。这种电源可以使用在太阳能行业和发电行业，是一种采用数据线输出的开关电源装置，是非常的安全的。本文主要介绍的是高频逆变器的工作原理及高频逆变器和低频逆变器的区别，具体的跟随小编来了解一下。

高频逆变器的工作原理

高频逆变器是一种DC to AC的变压器，它其实与转化器是一种电压逆变的过程。高频逆变器的工作原理，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。

1、输入接［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。

2、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。

3、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。

4、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。

5、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。

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

高频逆变器的分类

1、方波逆变器

方波逆变器输出的交流电压波形为方波。此类逆变器所使用的逆变线路也不完全相同，但共同的特点是线路比较简单，使用的功率开关管数量很少。设计功率一般在百瓦至千瓦之间。方波逆变器的优点是：线路简单、价格便宜、维修方便。缺点是由于方波电压中含有大量高次谐波，在带有铁心电感或变压器的负载用电器中将产生附加损耗，对收音机和某些通讯设备有干扰。此外，这类逆变器还有调压范围不够宽，保护功能不够完善，噪声比较大等缺点。

2、阶梯波逆变器

此类逆变器输出的交流电压波形为阶梯波，逆变器实现阶梯波输出也有多种不同线路，输出波形的阶梯数目差别很大。阶梯波逆变器的优点是，输出波形比方波有明显改善，高次谐波含量减少，当阶梯达到17个以上时输出波形可实现准正弦波。当采用无变压器输出时，整机效率很高。缺点是，阶梯波叠加线路使用的功率开关管较多，其中有些线路形式还要求有多组直流电源输入。这给太阳电池方阵的分组与接线和蓄电池的均衡充电均带来麻烦。此外，阶梯波电压对收音机和某些通讯设备仍有一些高频干扰。

高频逆变器特点

1、 输入电压范围宽，稳压精度高，环境适应能力强；

2、 采用专用微处理器控制，数字技术，国际领先；

3、纯正弦波输出，优异的电气性能指标；

4、 LED+LCD液晶显示，人机界面友好，直观方便，可随时显示逆变器工作状态、负载状态、环境状态及参数；

5、任意选择旁路优先或逆变优先；

6、 输入输出电气隔离，能承受计算机负载开机浪涌冲击；

7、 高效逆变，低空载损耗；

8、 制造工艺先进，产品大方美观；

9、 具有输入过、欠压、接反保护；输出过载、短路保护；市电旁路高、低压等一系列保护；

10、 无直流的情况下，可以交流开机起动；

11、 全自动化维护，适用无人值守机站。

高频逆变器和低频逆变器的区别

1、按照电气和电子工程师学会（IEEE）制定的频谱划分表，低频频率为30~300kHz，中频频率为300~3000kHz，高频频率为3~30MHz，频率范围在30~300MHz的为甚高频，在300~1000MHz的为特高频。相对于低频信号，高频信号变化非常快、有突变;低频信号变化缓慢、波形平滑。

2、电源与信号是不一样的，电源板提供的电压一般频率为0（直流电源）或者50Hz（交流电源）。信号可以说是高频还是低频（或者其他频率），电源板就不好说了，因为它只是用来供电的，频率很低，一定要说的话也只是低频。

3、高频逆变器的的好处主要是重量轻体积小，待机功率小，效率比较高（相对会省电一些）。缺点是抗冲击性不如工频逆变器（也就是你说的低频）好，可能带不了食物搅拌机，手电钻之类的电器。低频的缺点是比较重，比较大，价格可能也会略贵，自身损耗会稍大一些（有点费电）。优点是比较皮实，带冲击性电器的能力会好一些。

-电子元器件采购网（www、oneyac、com）是本土元器件目录分销商，采用“小批量、现货、样品”销售模式，致力于满足客户多型号、高质量、快速交付的采购需求。自建高效智能仓储，拥有自营库存超50,000种，提供一站式正品现货采购、个性化解决方案、选项替代等多元化服务。 （本文来源网络整理，目的是传播有用的信息和知识，如有侵权，可联系管理员删除）

电池管理系统功能

准确估测动力电池组的荷电状态：

准确估测动力电池组的荷电状态 （State of Charge，即SOC），即电池剩余电量，保证SOC维持在合理的范围内，防止由于过充电或过放电对电池的损伤，从而随时预报混合动力汽车储能电池还剩余多少能量或者储能电池的荷电状态。

动态监测动力电池组的工作状态：

在电池充放电过程中，实时采集电动汽车蓄（应该为动力电池组）电池组中的每块电池的端电压和温度、充放电电流及电池包总电压，防止电池发生过充电或过放电现象。同时能够及时给出电池状况，挑选出有问题的电池，保持整组电池运行的可靠性和高效性，使剩余电量估计模型的实现成为可能。除此以外，还要建立每块电池的使用历史档案，为进一步优化和开发新型电、充电器、电动机等提供资料，为离线分析系统故障提供依据。

单体电池间、电池组间的均衡：

即在单体电池、电池组间进行均衡，使电池组中各个电池都达到均衡一致的状态。电池均衡一般分为主动均衡、被动均衡。目前已投入市场的BMS，大多采用的是被动均衡。均衡技术是目前世界正在致力研究与开发的一项电池能量管理系统的关键技术。

电池管理系统发展现状

电动车未来将以锂电池为主要动力驱动来源，主因在于锂电池有高能量密度优势，所以性能较为稳定。然而锂电池大量生产时品质不易掌握，电池芯出厂时电量即存在些微差异，且随着操作环境、老化等因素，电池间不一致性将愈趋明显，电池效率、寿命也都将变差，再加上过充或过放等情况，严重时可能导致起火燃烧等安全问题。因此，透过电池管理系统（BMS）能准确量测电池组使用状况，保护电池不至于过度充放电，平衡电池组中每一颗电池的电量，以及分析计算电池组的电量并转换为驾驶可理解的续航力信息，确保动力电池可安全运作。

2012年全球电池管理系统（BMS）市场产值成长逾10%，2013年至2015年成长幅度将大幅跃升至25-35%。现阶段不论是整车厂、电池厂、还是相关车电零组件厂均投入电池管理系统（BMS）研发，以求掌握电动车产业的关键技术，由于车厂是电池管理系统的使用者，车厂多偏好使用本身的软件处理，并以专门的厂规控管，以维持操作弹性。电池管理系统（BMS）产业发展可能类似锂电池，车厂为掌握关键技术，会与长期合作供货商密切合作产品开发，对新进厂商切入难度高。因此，未来新进厂商欲切入车厂供应链，除与相关供应链强化合作关系外，针对需求打造客制化方案，才有机会抢得先机。

特斯拉的电池系统

电池系统是电动车的动力来源，是整个产业链中最核心的系统成分。以特斯拉ModelS为例，其电池系统（锂电池+电池管理系统）成本占比为56%，而传统的轿车发动机占比大约只有15%-25%。到了2016年，电池系统的成本占比有所下降，且成本结构也有所变化，单体电池的成本占到了83%，电池管理系统的成本占比约为13%，剩余4%为电池冷却系统。通过对特斯拉电池系统的构成以及特斯拉配套充电设施进行详尽的梳理，我们可以对特斯拉的电池产业链有一个直观、深入的认识，对于其它新能源汽车也可以起到触类旁通的作用。目前电池系统的成本是制约特斯拉及其它新能源汽车发展最主要的因素之一，了解了电池系统就相当于拥有了解开新能源汽车产业的钥匙。

通过对特斯拉电池系统的构成以及特斯拉配套充电设施进行详尽的梳理，我们可以对特斯拉的电池产业链有一个直观、深入的认识，对于其它新能源汽车也可以起到触类旁通的作用。目前电池系统的成本是制约特斯拉及其它新能源汽车发展最主要的因素之一，了解了电池系统就相当于拥有了解开新能源汽车产业的钥匙。

电动车要想具备实用性，就必须考量它一次充电后的续航性及其充电的便捷性，要了解这两点就必须关注其电池的构造以及充电设备的充电速度和设备分布。ModelS曾推出的搭配电池功率型号有40、60、70、75、85、90、100kWh，对于85kWh及以上型号，还有一些提供更出色的动力性能的性能版可供选择，比如Perf版和Ludicrous版。不同的型号，每次充满电所能最大行驶的距离和最大马力不同。随着技术的进步和为了更加迎合人们的需求，特斯拉陆续取消了一些ModelS电池型号，现今仍可以订购的功率型号为75、90、100kWh。

ModelX则推出过60、70、75、90、100kWh的型号，现在可以订购的只有70和100kWh的型号。据中关村在线的资讯显示，特斯拉设计的Model3电动车基本版本的电池组功率约为60kWh。而根雷锋网据Musk的Twitter及相关信息进行了推测，可能最高只有75kWh版本。这主要是由于Model3相比于ModelS和ModelX，车轮的轴距更小，同时Model3的定位也是作为入门款。根据ElonMusk7月9日的推特消息，第一辆Model3已于当天下线，同时特斯拉将在7月28日为首批30名订购Model3的消费者举行交付仪式。另外，Model3使用电池也不同于ModelS与ModelX。在特斯拉汽车日本公司2015年7月15日举行的媒体说明会上，美国总公司的电池技术总监KurtKelty公布了Model3将使用全新21700锂电池的消息，其能量密度将比用于ModelS与ModelX的18650锂电池高30%。

特斯拉电池及电池板的构造

不同于其它电动汽车，特斯拉使用的电池并非专用的整块大电池，而是将几千个圆柱形小电池组装起来。ModelS与ModelX目前使用的都是松下供应的18650NCA特制电池，这种圆柱形电池横截面直径为18毫米，高65毫米。常规款的18650锂电池被广泛地使用于笔记本电脑的电芯中，其化学式构成为LiNiCoAlO2。

采用单个电池的优点在于单个的18650电池发生爆炸威力有限，即使并联的一个电池单元出现故障，最多使续航距离缩短一块电池单元所提供的行驶距离。而且该款电池工艺成熟，适合大批量生产。同时电池一致性好、成本低。

而由于特斯拉电动车本身优良的热管理系统，松下为特斯拉特制的18650电池相比于常规款得以移除一些多余的安全设施，从而变得更轻更便宜。同时，特斯拉又在每个电芯上都安装了保险丝，而不是通常地在整个电池组设置保险装置。

由于动力系统采用的是小型单体电池，特斯拉的电池系统构造就显得异常复杂和精巧。以ModelS85kWh型号为例，电池板共分为16个电池组，如下图所示的每一个矩形块均为一个电池组，最右侧堆叠了两组。

电池组之间串联连接，电压共402伏。特斯拉的每个电池组又由6个单体电池包串联而成，每个电池包由74节18650电池并联而成。为了方便电池组内的散热管路的安放，单体电池包的采用不规则的布置。

因此，ModelS85kWh型号使用了多达7104节电池，按照3.6V的工作电压和3.2Ah的电容量来计算的话，总电量约为82kWh，略低于车型说明的电量。这7000多节电池组成的电池组重量将近700公斤，占了整台车重量近一半。类似地，100kWh型号电池板使用了共8256节单体电池，同样分为16个电池组。

-电子元器件采购网（www、oneyac、com）是本土元器件目录分销商，采用“小批量、现货、样品”销售模式，致力于满足客户多型号、高质量、快速交付的采购需求。自建高效智能仓储，拥有自营库存超50,000种，提供一站式正品现货采购、个性化解决方案、选项替代等多元化服务。 （本文来源网络整理，目的是传播有用的信息和知识，如有侵权，可联系管理员删除）