如何提升逆變電源的可靠性？

首先說一下輸入回路的電解電容，我們知道，逆變器的DC輸入電流通常很大，一個(gè)12V 1000W 的逆變器輸入電流最大可達(dá)120A以上，此時(shí)輸入端的電解電容的選擇就非常關(guān)鍵了，選擇不當(dāng)時(shí)，炸電解電容的故障就會(huì)變成‘家常便飯’了。

第二個(gè)要說的就是對(duì)不同負(fù)載特性適應(yīng)性問題。這里又包含兩個(gè)問題，1. 是逆變器自身的功率余量、允許最大帶載啟動(dòng)輸出電流與過流保護(hù)措施；2. 是對(duì)不同特性如感性、容性、負(fù)阻性等負(fù)載的適應(yīng)性。一般如果在技術(shù)上沒處理好這些問題，產(chǎn)品在使用時(shí)就易出現(xiàn)各種問題。

再者就是散熱問題，除了主功率開關(guān)器件、高頻整流二極管、主功率變壓器等部件，電解電容的散熱也不能掉以輕心.....

說到逆變器的可靠性，有一個(gè)不得不說的重要問題，就是MOS管的并聯(lián)問題，當(dāng)然這里又包含了并聯(lián)驅(qū)動(dòng)問題與PCB的布線問題?！熬骶鶋骸?這簡(jiǎn)簡(jiǎn)單單四個(gè)字里不但包含平衡驅(qū)動(dòng)、PCB布線均衡（布線的DC、AC電阻相等）、還包含了管體散熱均溫、MOS管的Ron動(dòng)靜態(tài)匹配（選管）等問題。

撇開并網(wǎng)，再一個(gè)對(duì)運(yùn)行可靠性有舉足輕重的影響的是逆變器的“自我”保護(hù)問題，包括限流保護(hù)模式(前面已提到過)，熱關(guān)斷保護(hù)，用戶操作異常保護(hù)，負(fù)載異常保護(hù)，啟動(dòng)保護(hù)等等

這個(gè)說法不能說不對(duì)，其實(shí)如已及時(shí)關(guān)掉了后級(jí)，一般前級(jí)的過流也就能自行解除了。當(dāng)然實(shí)用時(shí)前級(jí)高頻大功率DC/DC與后級(jí)50Hz/60Hz逆變部分都應(yīng)具有性能良好的限流控制環(huán)路

對(duì)于原器件的參數(shù)設(shè)定與選型一樣會(huì)影響到產(chǎn)品的可靠性，這個(gè)自不必多說。但對(duì)MOS管、超快整流二極管來說，不同的封裝形式對(duì)可靠性的影響有時(shí)差別十分明顯！不得不認(rèn)真重視之。

在談驅(qū)動(dòng)問題前，先上一幅實(shí)測(cè)的推挽逆變電路的其中一邊MOS管的G極波形（1：1 藍(lán)）與升壓變壓器的副邊電壓波（15：1 黃），這是電路處在滿載1000W DC+24V輸入時(shí)的實(shí)測(cè)波形，可以看到另一路MOS管導(dǎo)通時(shí)串入到截止MOS管的G極的干擾尖刺波形。

由于大部分逆變器的MOS管驅(qū)動(dòng)部分的供電與主振蕩IC一樣，都為單電源供電（用SG3525輸出直驅(qū)管MOS的也不少見），因此驅(qū)動(dòng)波形以0V~+15V方波為多見，此時(shí)驅(qū)動(dòng)波形如受到干擾（見上圖尖刺部分），如接近達(dá)到MOS管的Vth值，則對(duì)系統(tǒng)的不良影響自不用多說，起碼也會(huì)影響效率與溫升。如采取一般的手段無法有效減低或避免這種干擾時(shí)，采用負(fù)壓關(guān)斷也就很有必要了。這個(gè)問題在專業(yè)的量產(chǎn)方案中，應(yīng)引起足夠的重視。

此圖為實(shí)測(cè)逆變器滿載時(shí)的推挽A相與B相MOS管的G極波形（1：10），由于采用了+15V開通、-5V關(guān)斷的驅(qū)動(dòng)方式，同時(shí)精選低Qgs的功率MOS管，驅(qū)動(dòng)波形的“尖峰”干擾大為減少，也可看到由于采用了負(fù)壓關(guān)斷，滿載時(shí)從對(duì)方相位串?dāng)_過來的“毛刺”被有效控制在0V線以內(nèi)（紅圈），確保截止時(shí)期的MOS管能絕對(duì)可靠地截止關(guān)斷。

在說環(huán)路反饋與過流保護(hù)前，接續(xù)4樓散熱話題，先來說說結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與主功率管的散熱問題。舉一個(gè)實(shí)例：某山寨小企業(yè)抄板了某個(gè)已成熟的逆變電路，此電路在別人那里反映不錯(cuò)，而在自己這里的產(chǎn)品卻炸主功率MOS管的比例較高.....

后告知先送個(gè)樣機(jī)過來看看...拿到樣機(jī)拆開后發(fā)現(xiàn)8個(gè)TO-220封裝的主功率MOS管密集在一邊，鋁殼壁厚度才3mm~4mm...雖有熱探頭，還是無語了。

攝氏25度環(huán)境時(shí)，輸出滿載1000W，10分鐘后圖片B處（8個(gè)MOS管的中心位置）的溫度比A處高出6~8度！C處（綠圈）最低，比B處低14~15度?。–處為進(jìn)風(fēng)口，D為風(fēng)扇，樣機(jī)為進(jìn)風(fēng)設(shè)計(jì)，據(jù)說是用以延長(zhǎng)含油軸承的壽命），同樣型號(hào)并聯(lián)工作的功率MOS管，實(shí)

際工作的溫差那么大，自然對(duì)“均流”是極其不利！ 所以可靠性不高就不足為怪了。

結(jié)合散熱設(shè)計(jì)，對(duì)MOS管的并聯(lián)來說，從參數(shù)篩選配對(duì)（如Ron、Qgs等的誤差最好小于5%）到每個(gè)MOS管的PCB的走線參數(shù)（PCB布線的AC、DC阻抗）相近、驅(qū)動(dòng)波形嚴(yán)格相同、工作時(shí)的溫升變化同步一致（以后再詳說）等等，當(dāng)然還有限流保護(hù)點(diǎn)的合理選定、裝配焊接工藝的各個(gè)細(xì)節(jié)都不能掉以輕心！ 這樣才能保證并聯(lián)工作時(shí)的高可靠性。