车载逆变器拆解：电路设计“简单粗暴”逆变升压直接输出

电子发烧友网报道（文/李诚）我们都知道，车载逆变器是一款将车载直流电源转换为交流电，为其他设备电源供给提供便利的汽车周边产品，但你真的了解车载逆变器的内部构造和工作原理吗？
 
最近，笔者对一款多功能车载逆变器进行了拆解，并将在本文中以文字的形式向大家介绍车载逆变器的内部结构和工作原理。让我们一起来了解一下这款小巧而强大的汽车辅助电子产品吧！
 
外观设计及点烟器插头拆解
 
本次拆解的多功能车载逆变器，在电源输出方面分别配备了两个USB接口和5孔插座，能够为各种不同接口的电子设备提供便捷的电源支持。
 
 
 
除此之外，这款车载逆变器的外观设计独特，其外形酷似茶杯，可以直接放置在车辆扶手箱的水杯架上，既不会占用过多车内空间，也不会显得突兀。
 
 
 
该车载逆变器采用了常见的车载点烟器插头进行取电，可以直接连接到车内的12V/24V直流电源上，无需进行额外的线路排布。但需要注意的是，此款车载逆变器，只配备了点烟器插头，没有提供外置电瓶夹，因此无法从电瓶处直接取电，单一的取电方式也会对逆变器的输出功率存在一定的限制。如果车主对输出功率有着更高的要求，可以考虑支持外拓电瓶夹的逆变器。
 
 
 
另外，通过拆解发现，点烟器插头顶部弹性金属柱为正极，两侧圆弧形铁片为负极。这也意味着，逆变器220V 5脚插孔的地线并没有接地，处于悬空状态。
 
车身电路的第一道防线——保险丝
 
一般情况下，点烟器接口的输出功率约为12V/10A 120W左右。根据能量守恒定律，即使通过逆变器转化为交流电并升压后，总输出功率依旧保持不变。然而，一旦逆变器的负载功率超出点烟器输出接口功率，逆变器就有可能因为过载而出现异常。
 
如果逆变器本身没有过载保护装置，那么逆变器就很有可能成为车辆的保险丝杀手，导致全车停电，无法启动发动机。为避免此类情况的发生，逆变器厂商通常会在电源的输入端设有保险丝作为车身电路的第一道防线，以此保证设备的正常运行和车身电路的稳定性。
 
 
 
通过拆解逆变器发现，该逆变器在输入端使用了一颗PTC热敏电阻来充当保险丝。当负载电流异常增大时，热敏电阻的阻值会迅速升高，并将输出电流降低至很低的水平，以此控制电流变化，达到输出功率控制和保护设备、车辆用电安全的效果。与一般的熔断型保险丝不同，PTC热敏电阻只要在故障排除、温度回归正常后，就可以再次复用，减少了更换配件的工作量和成本。
 
例如在冷启动时，如果负载电阻变化导致电流突然增大，这时PTC热敏电阻会将输出电流控制在一个相对较小的范围内，防止逆变器受到电压冲击而受损。在工作过程中，如果负载电流超载，PTC热敏电阻也会自动保护逆变器，避免逆变器因受到电流冲击而损坏。
 
因此，使用PTC热敏电阻来代替传统的熔断型保险丝不仅能够更好地保护设备和车辆用电安全，而且具有更高的可复用性和更加灵活的保护功能。
 
逆变器内部结构：简单粗暴逆变升压直接输出
 
本次拆解的逆变器电路结构主要由两个关键部分组成，分别是DC/DC BUCK电路和逆变升压电路。
 
 
 
 
其中，DC/DC Buck电路采用了晶源微电子的CSC5712C同步降压转换芯片负责控制，该芯片可支持8～30V宽压输入和5V/2.5A恒定输出，外围电路非常简洁，在实际电路中只使用了一颗电感、一颗同步降压芯片和两颗电容。（具体电路如下图所示）
 
 
 
 
逆变器中DC/DC Buck电路的主要功能是将车载电源（12V或24V）降压为5V，以便通过USB输出供应各种移动设备。总的来说，这部分DC/DC Buck电路没有多大问题。
 
 
有问题的是逆变升压电路和副边输出电路。该逆变器的逆变升压电路为推挽电路，通过SG3525芯片驱动两颗反向放置的MOS管，将输入端的低频直流低压逆变为高频交流低压，然后通过变压器升压得到副边的交流高频高压输出。但是，电流从低频到高频的变化会使得信号中混入很多噪声和谐波。
 
一般情况下，逆变器的副边输出电路需要滤波对高频交流信号进行去噪和平稳化处理，去除高频交流信号中的噪声和谐波等干扰成分，提高输出电压的稳定性和平滑度，并避免不良的电磁干扰和电压波动对用电设备造成影响。
 
但通过观察发现，该逆变器副边电路走线及器件排布并没有对电源的输出质量进行充分的考虑，直接将经过逆变升压后的电源连接到插座上进行输出，没有进行滤波处理。虽然，输出电压的高频振荡影响相对较小，但仍有一定的电磁干扰和电压波动存在，可能会对一些敏感的用电设备带来不良影响。
 
因此，我们在选购逆变器时，除了需要注意电压、输出功率等参数之外，还要选择具有较好滤波效果的产品，确保用电设备的正常运行和安全。
 
结语
 
这款逆变器的设计优缺点可以从两个方面总结。首先，它采用了PTC热敏电阻来替代传统的熔断式保险丝。PTC热敏电阻具有很高的复用性和安全性，能够在异常电流发生时快速响应并切断电路，还避免了传统保险丝因过载熔断而需要维护、更换的成本。相比之下，PTC热敏电阻的故障率较低，同时也更加环保、节能。
 
不足之处在于，变压器副边电路设计过于简单，输出端没有进行滤波处理，在日常使用过程中，可能会对用电设备的稳定性和寿命造成影响。