500VA車載正弦波逆變電源設(shè)計_范玲莉

車載逆變器將汽車蓄電池12V直流電轉(zhuǎn)換成220V／50Hz交流電，供便攜式電子產(chǎn)品和日常電器如筆記本電腦、手機(jī)充電器、車載冰箱等使用。目前大多數(shù)車載逆變器輸出為修正方波，不適用于感性負(fù)載的場合，限制了其使用的范圍。正弦波逆變彌補(bǔ)了方波逆變的不足，適用于各種類型的負(fù)載，成為今后市場需求的發(fā)展趨勢。目前正弦波車載逆變器主要采用推挽升壓和全橋逆變的結(jié)構(gòu)，其中推挽變流器存在輸入電流紋波大，開關(guān)管工作在硬開關(guān)狀態(tài)，二極管反向恢復(fù)問題嚴(yán)重，效率低，可靠性差等問題。針對目前車載正弦波逆變器存在的問題，本文分析了目前在低壓輸入、高壓輸出場合的高增益變流器，采用了輸入并聯(lián)輸出串聯(lián)結(jié)構(gòu)有源箝位Flyback．Forward變流器和全橋SPWM逆變器的兩級結(jié)構(gòu)，實現(xiàn)了高增益、高效率和高功率密度變換。本文首先詳細(xì)介紹了DC／DC變流器的工作原理和靜態(tài)工作點分析，闡述了主電路參數(shù)設(shè)計原則和過程。通過仿真分析不同的電路參數(shù)差異性對DC／DC變流器均流特性的影響，驗證了該變流器具有一定的自動均流能力，當(dāng)占空比差異在一定的范圍內(nèi)時，系統(tǒng)仍能正常工作。為了保證系統(tǒng)的動態(tài)和穩(wěn)態(tài)性能，論文還建立了DC／DC變流器的小信號模型，在此基礎(chǔ)上對DC／DC變流器采用了輸出電壓外環(huán)和輸入電流內(nèi)環(huán)的雙環(huán)控制，逆變器采用了直流母線電壓前饋控制方式，利用單片機(jī)實現(xiàn)數(shù)字化SPWM控制。根據(jù)實際應(yīng)用要求，設(shè)計了相應(yīng)的輸入欠壓／過壓、輸入／輸出過流、直流母線過壓、機(jī)內(nèi)過熱保護(hù)電路，以確保系統(tǒng)在安全范圍內(nèi)工作。此外，本文還對系統(tǒng)的損耗進(jìn)行了詳細(xì)的分析計算，為系統(tǒng)的熱設(shè)計和效率優(yōu)化提供了一定的理論依據(jù)。最后搭建了一臺500VA的實驗樣機(jī)，實驗結(jié)果表明，與傳統(tǒng)的方案相比該方案具有效率高．體積小，噪音低、可靠性高等優(yōu)點。