逆变器工作原理逆变器的工作原理和安全要求

时间：2019-04-08 03:18:39　来源：柠檬阅读网本文已影响人

　　摘要：通过对逆变器的工作原理和工作方式的分析，确定逆变器的安全要求和安全考核方式。　　关键词：逆变器Inverter，限流电路，安全要求　　　　随着科学技术水平的进步以及人们日常生活水平的提高，以前被称为奢侈品的液晶电视也逐渐进入了寻常百姓的家中。液晶电视由于其轻巧，能耗低，画质清晰，已逐渐被人们熟知并接受。
　　液晶电视的主要工作原理是在两张玻璃之间的液晶内，加入电压，通过分子排列变化及曲折变化再现画面，屏幕通过电子群的冲撞，制造画面并通过外部光线的透视反射来形成画面。液晶电视和等离子电视不同的区别就是，液晶电视的屏幕是通过内部的高压灯的照射后发光，等离子电视是本身的发光管发光。
　　液晶电视内部的高压灯管是通过逆变器产生的高压而工作的。Inverter即逆变器，又叫电压升压板。它是专为液晶面板LCD Panel的背光灯提供工作电源的。
　　液晶面板使用的背光灯管的工作电压很高，正常工作时的电压约为800V左右，而启动电压则高达1500V，工作电流则为5～9mA。这样就需要为其供电的Inverter有如下功能：
　　1）能够产生1500V以上的高压交流电，并且在短时间内迅速降至800V左右，这段时间约持续1-2秒。
　　2) 由于Inverter提供电流的大小将影响液晶屏荧光灯管的使用寿命，因此输出的电流应小于9mA，需要Inverter有过流保护的功能。防止使用人员在不小心碰到后发生危险。
　　3）对于使用的考虑，要有控制功能，即在显示暗画面的时候，灯管不亮。这也是节能的一种考虑，因为液晶电视工作时，消耗的电能主要是供高压灯发光，而高压灯又不能根据画面变化自动调节亮度，从一开机就是一种亮度，只有当画面不显示的时候，通过控制功能，将高压灯关闭，从而起到节能的作用。这一点在注重节能环保的今天，其重要性也逐渐显现。
　　普通的逆变器（图1），单独供电，此类逆变器一般使用在液晶显示器，笔记本电脑液晶屏，扫描仪等产品中，这个设备本身就采用低压供电，逆变器的工作电压通过外部电源一并供给。
　　
　　（图1）
　　二合一电源（图2），内部供电电源和逆变器整合在一起。此类逆变器一般使用在功耗较大的液晶电视或显示器上，通过电网电源供电再转换成逆变器需要的低压电，以获得稳定的电压和功耗。
　　
　　（图2）
　　以下将对Inverter的工作原理进行简要介绍：
　　Inverter是一种直流到交流（DC to AC）的变压器，顾名思义是逆向变压，它其实与电源适配器Adapter相比是一种电压逆变的过程。电源适配器是将市电电网的220V交流电压转变为稳定的直流输出，例如USB供电的直流5V，而逆变器是将电源适配器输出的直流电压转变为高频的高压交流电。现在的逆变器一般采用了PWM（脉冲宽度调制）技术，从而获得大功率、高效率的交流逆变输出。
　　
　　Inverter工作原理框图
　　输入接口部分：
　　输入部分通常情况下有3个信号，1）直流输入电压，2）工作控制电压，3）Panel电流控制信号。直流输入电压由电源适配器或电源板输出的直流提供，工作控制电压由主板上的控制芯片提供，其值为0或3V，当工作控制电压=0时，逆变器不工作，而工作控制电压=3V时，逆变器处于正常工作状态；而电流控制信号电压由主板提供，其变化范围在0～5V之间，通过不同的电流控制信号值反馈给PWM控制器反馈端，逆变器向负载提供的电流也不同，电流控制信号值越小，那么逆变器输出的电流就越大。
　　电压启动回路：
　　工作控制电压为高电平时，输出高压去点亮LCD Panel的背光灯灯管。
　　PWM控制器：
　　主要由有以下几个部分组成：内部参考电压、误差放大器、振荡器和PWM、保护电路、输出晶体管。
　　直流变换：
　　通过MOS开关管及储能电感组成电压转换电路，输入的脉冲通过放大器放大后驱动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。
　　LC振荡及输出回路：
　　保证灯管启动需要的1500V电压，并在灯管启动以后将电压降至800V。
　　输出电压反馈：
　　当高压灯管工作时，反馈采样电压，起到稳定逆变器电压输出的作用。
　　逆变器变压器一般是多路输入，一路高压输出，如果对于大屏幕电视中内部多个灯管的LCD Panel ，一般是采用多个逆变器板或多个逆变器分开输出。对于逆变器，由于其工作时会产生高压，内部的逆变变压器，PCB，输出插座等在生产过程中，很多客户都要求使用通过UL认可或相应耐燃等级的材料和元件，以保证其产品的安全性。
　　现在中国强制性产品认证实施过程中，对逆变器的安全性考核的方面主要有以下几个方面：
　　1）温升
　　考核逆变器在正常工作和发生单一故障的时候，其内部逆变变压器、PCB板及其他元件不会有影响到人身安全或影响到周围器件正常工作的过高温度。
　　2）防火要求
　　考核内部逆变变压器、PCB板等容易产生高温的内部元器件是否具有一定的防火等级和能力，用以保证自身不会发生着火危险，以及当其他元件着火时对火焰的蔓延起到减缓和阻止的能力。
　　3）抗电强度，
　　考核逆变器在工作时产生的高压是否会由于逆变变压器的绝缘不够使得产生的高压影响到低压输入部分并影响到使用者的安全。
　　4）限流电路
　　因为逆变器是产生高压的元件，同时又是给LCD面板的灯管供电的，使用者可以接触到液晶屏的表面，万一液晶屏损坏，使用者就有可能接触到逆变器产生的高压。在这样的情况下，不能直接降低输出的电压，就要通过限制逆变器输出的电流以保证使用者的安全，在产品安全测试中，按照限流电路的要求进行考核显得尤为重要。产品如果报备相同规格的逆变器，还需要对报备的逆变器加做限流电路测试。
　　上述安全检测项目只是对于产品的一个基本要求，通过对逆变器工作方式和原理进行简单分析，让大家对其安全性能有个简单的了解，更好得掌握正确的使用方法，避免发生危险，让家电产品更好地为我们服务，提高我们的生活质量。

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