電氣自動化專業--12v220v純正弦波車載逆變電源設計-文庫吧在線文庫

　　

【正文】 。修正正弦波逆變器可以滿足我們絕大部 分的用電需求，效率高，噪音小，因而成為市場中的主流產品。 具備過熱保護功能，防止電源溫度過高。 1964 年， ter 提出的，把通信系統調制技術應用到逆變技術中的正弦波脈寬調制技術 sinusoida_PWM，簡稱 SPWM 。 逆變器的原理早在 1931 年就在文獻中提過， 1948 年，美國西屋（ Westinghouse） 電氣公司用汞弧整流器制成了 3000HZ 的感應加熱用逆變器。同時，其負載能力差，僅為額定負載的 40－ 60，不能帶感性負載。它是常用的車用汽車電子用品。 12V/220V Car power inverter ABSTRACT Car inverter is an electronic device that can translate DC12V into AC 220V/50Hz,It is a mon vehicle electronic equipment. Inverters are also used widely in daily life such as notebook puters, video recorders and some electric tools. This design is mainly based on switching power supply circuit technology and other basic knowledge, utilizing the second inverter to achieve the design need. Main idea is using TL494, SG3525A and other chips, firstly it translate the 12V/DC into highfrequency AC 320V/50kHz, then it is filtered by the high frequency alternating current into high direct voltage, Then it use the technology of sine pulse modulation to control the switch. Finally it output the stable quasisine signal to use in the load, which is through LC filter and the corresponding input and output protection circuit. This design is flexible and used widely in some applications. It can basically meet the practical needs. The design way uses high frequency inverter. It has some advantages such as the low noise, high reaction speed and flexible adjustment of the circuit. Overall the design is accord with the trends of development such as lightweight, high frequency and high reliability, etc. KEY WORDS power inverter pulse width modulated protection circuit sine wave 目 錄 中文摘要 I 英文摘要 II 1 緒論 1 車載逆變器及其發展 1 逆變技術及其發展 1 2 設計總體目標 4 設計要求 4 總體方案的選取 4 3 整體電路設計 6 逆變電源整體框圖 6 脈寬調制技術及其原理 8 脈寬調制技術 8 正弦波脈寬調制定義 8 正弦波脈寬調制 技術的實現方法 9 軟件生成法 9 硬件調制法 10 4 逆變電源元器件特性及各部分電路設計 11 逆變電源主要分立元件及其應用 11 場效應管 11 穩壓管 11 與門 12 變壓器 13 電流互感器 14 逆變電源主要集成芯片及其功能簡介 15 TL494 及其應用 15 SG3525A 及其應用 16 ICL8038 簡介及其應用 19 IR2110 簡介及其應用 20 各芯片外圍電路 22 ICL8038 外圍電路 22 TL494 外圍電路 24 SG3525A 外圍電路 25 IR2110 外圍電路 26 各變換電路設計 27 DC/DC 變換電路 27 DC/AC 變換電路 28 逆變電源保護電路 30 輸入過壓保護電路 30 輸入欠壓保護電路 30 過熱保護電路 31 輸出過壓保護電路 32 輸出過流保護電路 32 5 結論 34 致謝 35 參考文獻 36 附錄 37 附錄 1 元器件清單 37 附錄 2 逆變電源原理圖 38 1 緒論 車載逆變器及其發展 車 載逆變電源是將汽車發動機或汽車電瓶上的直流電轉換為交流電，供一般電器產品使用，是一種較方便的車用電源轉換設備。純方波逆變器輸出的則是質量較差的方波交流電，其正向最大值到負向最大值幾乎在同時產生，這樣，對負載和逆變器本身造成劇烈的不穩定影響。同時，逆變電源技術近幾年也得到飛速發展，由原來的逆變器 工頻變壓器 濾波器模式，變為目前的逆變器 高頻變壓器 濾波器模式，使得效率得到很大提高，體積和重量也得到了大幅度減小，這些又極大地促進了逆變電源的應用。在這個時代，具有小型化和高性能特點的新逆變技術層出不窮，特別是脈寬調制波形改善技術得到了飛速的發展。 具備輸出過壓、過流保護功能，當輸出電壓或電流過高時電源停止工作。正弦波逆變器提供高質量的交流電，能夠帶動任何種類的負載，但技術要求和成本均高。輸出過壓保護電路和輸出過流保護電路與逆變電路 II 構成反饋回路，一旦電路輸出異常則停止逆變電路 II 的工作。該高壓加在由四個場效應管結成的全橋電路兩端，場效應管的導通或截止由柵極的狀態控制。噪聲只有在強到足以將邏輯 1 改 變為邏輯 0 或將邏輯 0 改變為邏輯 1 時，也才能對數字信號產生影響。單極性法所得的 SPWM 信號有正、負和 0 三種電平，而雙極性得到的只有正、負兩種電平。當三角波既在其頂點又在底點時刻對正弦波進行采樣時，由階梯波與三角波的交點所確定的脈寬，在一個載波周期 此時為采樣周期的兩倍 內的位置一般并不對稱，這種方法稱為非對稱規則采樣 [7]。本次設計就采用硬件調制法，通過使用脈沖調制芯片來產生所需要的正弦脈沖調寬波。當 0 時才有可能有電流即漏極電流產生，即當時 MOS 管才導 通。 ?正常工作時處于“截止”狀態，即 U Uz， I為 1μ A 量級，當 U“企圖”超過 U 時，齊納管就會導通， I 急劇增長，并反過來阻止 U 的繼續升高，從而起到限幅或。另外，為了防止磁飽和，在單激式開關電源變壓器的鐵芯中一般都要留氣隙；而雙激式開關電源變壓器的鐵芯磁通密度變化范圍相對來說比較大，一般不容易出現磁飽和現象，因此，一般都不用留氣隙。微型電流互感器稱之為“儀用電流互感器”。 引腳 2 ：誤差放大器反向輸入端。 引腳 13 ：輸出控制端 ,該腳接地時為并聯單端輸出方式，接 14 腳時為推挽輸出方式。可用于驅動 N溝道的高頻功率 MOS 管，由于它簡單可靠及使用方便靈活大大減化了脈寬調制器的設計及調試 [12] 。在閉環系統和開環系統中，該端接給定信號。該端與引腳 5 之間外接一只放電電阻，構成放電回路。 A（引腳 11） ：輸出端 A。該端可輸出一溫度穩定性極好的 5V基準電壓。 9 逐個脈沖關斷。上電過程中，由于電容兩端的電壓不能突變，因此與軟啟動電容接入端相連的 PWM 比較器反向輸入端處于低電平， PWM 比較器輸出高電平。 10V～177。 邏輯電源的輸入范圍（腳 9） 5― 15V，可方便的與 TTL， CMOS 電平相匹配，而且邏輯電源地和功率電源地之間允許有 V 的便移量。采用雙電源時 ,所有輸出波形相對于地 電平都是正、負對稱的。 SG3525A 外圍電路 圖 413 SG3525A 外圍電路圖 PWM 波產生芯片 SG3525A 的外圍電路如上圖所示： 引腳 2 分別為內部放大器的反向輸入端和同向輸入端。反之，則放電時間短 IR2110 驅動半橋的電路如圖所示，其中 C1， D1 分別為自舉電容和自舉二極管， C 為 VCC 的濾波電容。如果將此脈沖直接輸入驅動芯片來驅動全橋電路，如在正弦波的前半個周期，驅動脈沖會使電路中的 Q5和 Q8兩個場效應管在前半個周期內的絕大多數時間處于導通。其耐壓值為 500V,最大電流為 。穩壓管的穩壓值一般規定為輸出電壓的 130%～ 150%。 5 結論 本文設計了一款高性能的車載逆變電源。設計符合逆變電源小型化、輕量化、高頻化以及高可靠性、低噪聲的發展趨勢。其中的高頻 SPWM 由集成芯片構成的純硬件電路來產生，避免了使用單片