12V220V车载逆变电源实用制作技术

12V220V车载逆变电源实用制作技术
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株洲师范高等专科学校

2010 届毕业论文(设计)12V/220V车载逆变电源实用制作技术

系、部:物理与电子工程系

学生姓名:周斌

指导教师:黄卓冕

专业:应用电子技术

班级:07级应电班

学号:04207102

2010 年6 月

目录

第一章绪论

1.引言 (2)

第二章基本概念和工作原理

1.正弦波逆变器主电路的基本形式 (3)

1.1 电压型逆变器 (3)

1.2 电流型逆变器 (4)

2.正弦波逆变器中的开关器件及其基本工作原理 (4)

2.1 可关断晶体管(GTO) (4)

2.2 电力晶体管(GTR) (7)

2.3 功率场效应晶体管(Power MOSFET) (9)

2.4 绝缘栅双极晶体管(IGBT) (10)

2.5 小结 (12)

第三章基本电路

PWM脉宽调制式逆变器

1. PWM脉宽调制技术的概况 (12)

2. PWM控制的基本原理 (14)

2.1 PWM控制的基本原理 (14)

2.2 单相桥式PWM逆变电路 (15)

2.3 三相桥式PWM逆变电路 (17)

3 PWM型逆变电路的控制方式 (18)

3.1 异步调制 (18)

3.2 同步调制 (19)

4 SPWM正弦脉宽调制法 (19)

4.1 SPWM正弦脉宽调制法的概况 (19)

4.2 SPWM正弦脉宽调制法的应用 (20)

4.3 SPWM波形的生成方法 (20)

5 PWM型逆变器的主电路 (24)

5.1 PWM型逆变器的主电路形式 (24)

5.2 PWM型逆变电路的多重化 (26)

.6 PWM型逆变电路控制方法的改进 (27)

6.1 梯形波和三角波相比较的方法 (28)

6.2 线电压控制方式 (29)

致谢 (31)

结论 (32)

参考文献 (33)

物理与电子工程系毕业论文

第一章绪论

1.引言

所谓逆变器,是指整流器的逆向变换装置。其作用是通过半导体功率开关器件(例如GTO,GTR,功率MOSFET 和IGBT等)的开通和关断作用,把直流电能换成交流电能,它是一种电能变换装置。

逆变器,特别是正弦波逆变器,其主要用途是用于交流传动,静止变频和UPS电源。逆变器的负载多半是感性负载。为了提高逆变效率,存储在负载电感中的无功能量应能反馈回电源。因此要求逆变器最好是一个功率可以双向流动的变换器,即它既可以把直流电能传输到交流负载侧,也可以把交流负载中的无功电能反馈回直流电源。

逆变器的原理早在1931年就在文献中提到过。1948年,美国西屋(Westinghouse)电气公司用汞弧整流器制成了3000HZ 的感应加热用逆变器。

1947年,第一只晶体管诞生,固态电力电子学随之诞生。1956年,第一只晶体管问世,这标志着电力电子学的诞生,并开始进入传统发展时代。在这个时代,逆变器继整流器之后开始发展。首先出现的是SCR电压型逆变器。1961年,W.McMurray与B.D.Bedford提出了改进型SCR强迫换向逆变器,为SCR逆变器的发展奠定了基础。1960年以后,人们注意到改善逆变器波形的重要性,并开始进行研究。1962年,A.Kernick提出了“谐波中和消除法”,即后来常用的“多重叠加法”,这标志着正弦波逆变器的诞生。1963年,F.G.Turnbull提出了“消除特定谐波法”,为后来的优化PWM法奠定了基础,以实现特定的优化目标,如谐波最小,效率最优,转矩脉动最小等。

20世纪70年代后期,可关断晶闸管GTO、电力晶体管GTR及其模块相继实用化。80年代以来,电力电子技术与微电子技术相结合,产生了各种高频化的全控器件,并得到了迅速发展,如功率场效应管Power MOSFET、绝缘门极晶体管IGT或IGBT、静电感应晶体管SIT、静电感应晶闸管SITH、场控晶闸管MCT,以及MOS晶体管MGT等。这就是、使电力电子技术由传统发展时代进入到高频化时代。在这个时代,具有小型化和高性能特点的新逆变技术层出不穷。特别是脉宽调制波形改善技术得到了飞速的发展。

1964年,由A.Schonung和H.Stemmler提出的、把通信系统调制技术应用到逆变技术中的正弦波脉宽调制技术(Sinusoida-PWM,简称SPWM),由于当时开关器件的速度慢而未得到推广。直到1975年才由Bristol大学的S.R.Bowse等把SPWM技术正式应用到逆变技术中,使逆变器的性能大大提高,并得到了广泛的应用和发展,也使正弦波逆变技术达到了一个新高度。此后,各种不同的PWM技术相继出现,例如注入三次谐波的PWM、空间相量调制(SVM)、随机PWM、电流滞环PWM等,成为高速器件逆变器的主导控制方式。至此,正弦波逆变技术的发展已经基本完善。

1.正弦波逆变器主电路的基本形式

3

第二章 基本概念和工作原理

1.正弦波逆变器主电路的基本形式

常用逆变器按照逆变器的直流侧波形和交流侧波形分类,可以分为电压型逆变器和电流型逆变器。

1.1 电压型逆变器

理想的逆变器,从直流变到交流的功率总是一定的值而没有脉动,直流电压波形和电流波形中也不应该产生脉动。而在实际的逆变电路中,因为逆变器的脉动数等有限制,因而,逆变功率P 是脉动的。当逆变器的逆变功率P 的脉动波形由直流电流来体现时,称为电压型逆变器,如图3.1-1所示,直流电源是恒压源。 E C S S P

D P

图 3 . 1 - 1i d a b d

00D D D D D 12

3456交

U d

0C d

负载

电压型逆变器的特点是:

(1) 直流侧有较大的直流滤波电容C d 。

(2) 当负载功率因数变化时,交流输出电压的波形不变,即交流输出电压波形与负载无关。交流输出电压的波形,通过逆变开关的动作被直流电源电容上的电压钳位成为方波。

(3) 在逆变器中,与逆变开关并联有反馈二极管D 1~D 6,所以,交流电压与负载无关,是方波。

(4) 输出电流的相位随着负载功率因数的变化而变化。换向是在同桥臂开关管之间进行的。

(5) 可以通过控制输出电压的幅值和波形来控制其输出电压。

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1.2 电流型逆变器

当逆变器的逆变功率P 的脉动波形由直流电压来体现时,称之为电流型逆变器,如图3.2-1所示,直流电源是恒压源。 S S P

D P

图 3 . 2 - 1i a

b

d

00D D D D D 12345

6

交流U d 0负载i a L d L d I d

电流型逆变器的特点是:

(1) 直流侧接有较大的滤波电感L d 。

(2) 当负载功率因数变化时,交流输出电流的波形不变,即交流输出

电流波形与负载无关。交流输出电流波形,通过逆变开关的动作,被直流电源电感稳流成方波。

(3) 在逆变器中,与逆变开关串联的有反向阻断二极管D 1~D 6,而没

有反馈二极管。所以,在逆变器中必须有释放换相时积蓄在负载电感上的能量的电路(通常用并联电容吸收这部分能量)。

(4) 输出电压的相位,随着负载功率因数的变化而变化。换向是在两

相邻相之间进行的。

(5) 可以通过控制输出电流的幅值和波形来控制其输出电流。

2.正弦波逆变器中的开关器件及其基本工作原理

2.1 可关断晶体管(GTO )

可关断晶体管简称GTO 。它是晶闸管的一种派生器件,因此它具有SCR 的全部优点,如耐压高、电流大、耐浪涌能力强,造价便宜等;但它又具有像GTR 自关断那样具有自关断能力,因而不再是半控型的器件而成为全控型器件,工作频率高、控制功率小、线路简单,使用方便。因此,GTO 是一种比较理想的大

2.正弦波逆变器中的开关器件及其基本工作原理

5

功率开关器件。正因为GTO 的这些优点,近年来,GTO 在牵引、高压、大容量调速、无功补偿等方面获得了广泛得使用。

GTO 是一种PNPN 四层结构的半导体器件,它的结构,等效电路图及图形符号示于图2.1-1中。 G K

A G K A G K P N P N 1

1

2

2

A

G C C 1212K (a)(b)(c)

图 2.1-1

A

图中A 、G 和K 分别表示GTO 的阳极,门极和阴极。α1为P 1N 1P 2晶体管的共基极电流放大系数,α2为N 2P 2N 1晶体管的共基极电流放大系数,图中的箭头表示各自的多数载流子运动方向。通常α1比α2小,即P 1N 1P 2晶体管不灵敏,而N 2P 2N 1晶体管灵敏。GTO 导通时器件总的放大系数α1+α2稍大于己于1,器件处于临界饱和状态,为用门极负信号去关断阳极电流提供了可能性。

普通晶体管SCR 也是PNPN 四层结构,外部引出阳极,门极和阴极,构成一个单元器件。GTO 外部同样引出三个电极,但内部却包含着数百个共阳极的小GTO ,一般通常把这些小GTO 称为GTO 元,它们的门极和阴极分别并联在一起,与SCR 不同,GTO 是一种多元的功率集成器件,这是为便于实现门极控制关断所采取的特殊设计。

GTO 的开通和关断过程与每一个GTO 元密切相关,但GTO 元的特性又不等同于整个GTO 器件的特性,多元集成使GTO 的开关过程产生了一系列新的问题。

由图2.1-1(b)中所示的等效电路可以看出,当阳极加正向电压,门极同时加正触发信号时,GTO 导通,其具体过程如下:

G C2A C1

显然这是一个正反馈过程。当流入的门极电流I G 足以使晶体管N 2P 2N 1的发射极电流增加,进而使P 1N 2P 2晶体管的发射极电流也增加时,当α1+α2>1之后,两个晶体管均饱和导通,GTO 则完成了导通过程。可见,GTO 开通的条件是

α1+α2>1 (2-1) 此时门极的电流I G 为

I G = [1-(α1+α2)] I A /α

2 (2-2)

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式中I A —GTO的阳极电流;

I G —GTO门极注入的电流。

由式(2)可知,当GTO门极注入正的I G电流但尚不能满足开通条件时,

虽有正反馈作用,但器件仍不会饱和导通。这是因为门极电流不够大,不满足α

1+α2>1的条件,这时候,阳极电流只流过一个不大而且是确定的电流值。当门极电流I G撤消后,该阳极电流也就消失。与α1+α2=1状态所对应的阳极电流为

临界导通电流,定义为GTO的擎住电流。当GTO在门极正触发信号的下开通时,只有阳极电流大于擎住电流后,GTO才能维持大面积导通。

由此可见,只要能引起和变化并使之满足α1+α2>1条件的任何因素,都可以导致PNPN四层器件的导通。所以,除了注入门极电流使GTO导通外,在一定条件下过高的阳极电压和阳极电压上升率,过高的结温以及火花发光照射等均可能使GTO触发导通。所有这些非门极触发都是不希望的非正常触发,应采取适当措施加以防止。

实际上,因为GTO是多元集成结构,数百个以上的GTO元制作在同一硅片上,而GTO元特性总会存在差异,使得GTO元的电流分布不均,通态压降不一,甚至会在开通过程中造成个别GTO元的损坏,以致引起整个GTO的损坏。为此,要求在制造时尽可能的使硅片微观结构均匀,工艺装备和工艺过程严格控制,以求最大限度达到所有GTO元特性的一致性。另外,要提高正向门极触发电流脉冲上升沿陡度,以求缩短GTO元阳极电流滞后时间、加速GTO元阴极导电面积的扩展,达到缩短GTO开通时间的目的。

GTO开通后可在适当外部条件下关断,其关断电路原理如图2.1-2所示。关断GTO时,将开关S闭合,门极就施以负偏置电压E G。晶体管P1N1P2的集电极电流I c1被抽出形成门极负电流―I G,此时N2P2N1晶体管的基极电流减小,进而使I c2减小。于是引起I c1的进一步下降,如此循环不已,最终导致GTO的阳极

电流消失而关断。

现在,GTO的主要技术方向,仍是大电流、高耐压。这就需要改善元胞特性,并改善每个元胞及结构的一致性、均匀性。这要从改善元胞的微细化和少子寿命控制的最佳化入手,,控制扩散杂质分布的同时,提高导通特性,从而门极电路小型化。

2.正弦波逆变器中的开关器件及其基本工作原理

7

图 2.1-2C G

S G I I I A

I L

I G

1

C 2

A E R E

由于大容量GTO 多是采用压接结构。因此,需要使每个元胞特性均匀一致的工艺以及均匀一致的压积压,一致的接触电阻。这在工艺上咳采取离子注入法和压接式结构。压接式结构容易保证接触一致性,避免由合金烧结产生的受热不均匀以及应力等问题。

GTO 因为利用了电导调制效应,在关断后有拖尾电流流过。这样,关断损耗将成为限制其高压下应用的一个主要原因。与晶闸管相比,GTO 具有快的关断速度,高的关断电流容量和大的关断安全工作区。它代表了晶闸管发展的主要方向。

2.2 电力晶体管(GTR )

电力晶体管是一种双极型大功率高反压晶体管,由于其功率非常大,所以,它又被称作为巨型晶体管,简称GTR 。GTR 是由三层半导体材料两个PN 结组成的,三层半导体材料的结构形式可以是PNP ,也可以是NPN 。大多数双极型功率晶体管是在重掺质的N +硅衬底上,用外延生长法在N +上生长一层N 漂移层,然后在漂移层上扩散P 基区,接着扩散N +发射区,因之称为三重扩散。基极与发射极在一个平面上做成叉指型以减少电流集中和提高器件电流处理能力。

GTR 分为NPN 型和PNP 型两类,又有单管GTR 、达林顿式GTR (复合管)和GTR 模块几种形式。

单管GTR 饱和压降V CES 低,开关速度稍快,但是电流增益β小,电流容量小,驱动功率大,用于较小容量的逆变电路。

达林顿式GTR 电流增益β值大,电流容量大,驱动功耗小,但饱和压降V CES 较高,关断速度较慢。和单管GTR 一样,达林顿式非模块化的GTR 在现代逆变电路中早已不太常用。应用比较广泛的还是GTR 模块。它是将两只或4只、6只、甚至7只单管GTR 或达林顿式GTR 的管芯封装在一个管壳内,分别组成单桥臂、单相桥、三相桥和带泄放管的三相桥形式,外壳绝缘,便于设计和安装。

在逆变电路中,GTR 都工作在共发射极状态,其输出特性曲线是指集电极电流IC 和电压VCE 以及基极电流I B 之间的关系,如图2.2-1所示。

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GTR的特性曲线分5个区。I区为截止区,I B=0,I C很小,为CE漏电流。II区为线性放大区,当I B增加时,I C也跟随I B线性增加。随着V CE继续降低,I C 已没有增长能力,这就进入了深度饱和区,即第IV区。这时的V CE称为GTR的饱和压降,用V CES表示,它比GTO和VMOSFET要低。V区为击穿区,IV

I I I

I I V

C

I 0BE

C E

当V CE增加到一定值时,即使I B不增加,I C也会增加,这时的V CE就是GTR 的一次击穿电压。如果V CE继续增加,I C也增加,由于GTR具有负阻特性,当结温上升时,I C更大。由于整个管芯的导电不可能绝对均匀,大的I C会产生集中热点,从而发生雪崩击穿,I C骤增。这时候,即使降低V CE也无济于事,高速增长的热量无法散出,在很短时间内(几微秒甚至几纳秒)便使GTR被永远地烧坏。这就是GTR的二次击穿现象,它是GTR最致命的弱点,也是限制GTR发展和进一步推广应用的最重要的原因之一。

电力晶体管GTR大多作功率开关使用,所以,要求它要有足够的容量(高电压、大电流)、适当的增益、较高的工作速度和较低的功率损耗等。但由于电力晶体管的功率损耗大、工作电流大,因此它存在着诸如基区大注入效应、基区扩展效应和发射极电流集边效应等特点和问题。

基区大注入效应是指基区中的少数载流子浓度达到或超过掺杂浓度时,器件的注入效率降低,少数载流子扩散系数变大,体内少数载流子寿命下降,以致严重影响GTR的电流增益的现象。

基区扩展效应是指在大电流条件下有效基区变宽的效应。器件在小电流状态工作时的集电结宽度主要由基区掺杂浓度决定,因此其增益β值是固定的;但在大电流条件下,由于基区中少数载流子大量增加造成集电结宽度收缩,因而,使有效基区变宽。基区的扩展导致注入效率降低,增益β下降、特征频率减小。

发射极电流集边效应也称为基极电阻自偏压效应,是由于在大多数情况下电流条件下,基区的横向压降使得发射极电流分配不均匀所造成的。在这种情况下,电流的分布较多地集中在靠近基极的发射极周边上,引起电流的局部集中,进而导致局部过热。

所以,为了削弱上述三种物理效应的影响,必须在结构上采取适当的措施以保证适合大功率应用的需要。

2.正弦波逆变器中的开关器件及其基本工作原理

9

2.3 功率场效应晶体管(Power MOSFET )

功率场效应晶体管简称功率MOSFET ,它是一种以晶体管原理为基础,将微电子技术的发展成果应用到电力电子领域中的单极型的电压控制器件,不但有自关断能力,而且有驱动功率小、工作速度高、无二次击穿问题、安全工作区宽等优点。功率MOSFET 按其结构分类,它的主要代表性器件有LDMOSFET ,VVMOSFET ,VDMOSFET 。

在这里以VDMOSFET 为例,来大致介绍一下功率MOSFET 的结构和工作原理。图2.3-1(a)是VDMOSFET 中一个单元的截面图,它是在电阻率很地的重掺杂N + 衬底上生长一层漂移层N ,该层的厚度和杂质浓度决定了器件的正向阻断能力。然后在漂移层上再生长一层很薄的栅极氧化物,在氧化物上沉积多晶硅栅极。在用光刻法除去一部分氧化物后,进行P 区和N +源区双区双扩散,并沉积源极电极。这样,就形成了N 沟道增强型功率MOSFET ,其电气图形符号如图2.3-1(b)所示。当漏极接电源正端,源极接电源负端,栅极和源极间电压为零时,P 基区和N 漂移区之间形成的PN 结J 1反偏,漏源极之间无电流流过。如果在栅极和源极之间加一正电压U GS ,由于栅极是绝缘的,所以并不会有栅极电流流过。但栅极的正电压却会将其下面P 区中的空穴推开,而将P 区中的少数载流子电子吸引到栅极下面的P 区表面。当U GS 大于某一电压值U T 时,栅极下P 区表面的电子浓度将超过空穴浓度,从而使P 型半导体反型成N 型半导体而成为反型层,P N漂移层

衬底

漏(D)栅(G)

源(S)

P N N N

G D

S G S D

N 沟道

P 沟道

图 2.3 -1该反型层形成N 沟道而使PN 结J 1消失,漏极和源极导电。电压U T 称为开启电压,U GS 超过U T 越多,导电能力越强,漏极电流I D 越大。

功率MOSFET 是多元集成结构,一个器件往往由许多个小MOSFET 单元组成。对于功率MOSFET 来说,采用多元集成结构是很有益的,因为采用多元集成结构不仅可以降低通态电阻,而且还能提高工作频率,改善器件的性能。

由于漏极电流流过沟道时,在沟道电阻上产生的损耗和发热限制了MOSFET 通态电流值的提高,而多元集成结构不仅使每个MOSFET 单元的沟道长度大为缩短,而且所有MOSFET 单元的沟道是并联在一起的,因而沟道电阻大幅度减小。于是,在同样的额定温度下,器件的通态漏极电流可以提高。即提高了应用于大功率的能力。

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本来,在MOSFET器件中由于载流子在沟道中的渡越时间和栅极输入电容的存在,限制了器件的工作频率,但由于多单元集成结构使沟道长度大大缩短,载流子的渡越时间也大为减小。又因为所有MOSFET单元的沟道都是并联的,所以,允许很多的载流子同时渡越,使器件的开通时间极短。大约可以使漏极电流上升时间见效到毫微秒的数量级。

近年来,各种功率MOSFET型器件层出不穷。由于它具有开关速度快、输入阻抗高、热稳定性好、可靠性强等优点,在应用中取代了许多原来为双极型功率器件所占据的领域。它的工艺特点决定了它能方便地同其他类型的器件相集成,从而促进了高压功率集成电路HVIC和智能功率集成电路SPIC的实现,推动了电力电子技术的发展。

现在,功率MOSFET已被广泛应用于开关电源、汽车电子、消费电子、工业控制等领域中,成为当今世界上功率器件发展规律的主要方向。

2.4 绝缘栅双极晶体管(IGBT)

绝缘栅双极晶体管(Insulate Gate Bipolar Transistor)简称IGBT,是一种新型的电力电子器件。它是MOSFET与GTR的复合器件,因此,它既具有MOSFET 的工作速度快、输入阻抗高、驱动电路简单、热温度性好的优点,又包含了GTR 的载流量大、阻断电压高等多项优点,是取代GTR的理想开关器件。从1986年至今,尤其是近几年来IGBT的发展很快,目前已被广泛应用于电视控制、中频开关电源和逆变器、机器人、空调器以及要求快速低损耗的许多领域。现在已经被广泛应用的第三代IGBT通态压降更低、开关速度更快;集成的智能型IGBT 功率模块使用更方便、体积更小、保护更可靠,并省去了驱动电路。

图2.4-1为IGBT的结构剖面图。由图可知,IGBT是在功率MOSFET的基础上发展起来的,两者结构十分类似,不同之处在于IGBT比功率MOSFET多了一个P+层发射极,可以形成PN结J1,并由此引出漏极;门极和源极与MOSFET

相类似。

漏极

源极

门极

体区

漂移区

缓冲区

注入区

图 2 . 4 - 1

S O i

P

N

J

J

1

2

3

J

2

P

N N

N

IGBT按缓冲区的有无来分类,缓冲区是介于P+发射区和N-漂移区之间的N+层。无缓冲区N+者称为对称型IGBT,也称为非穿通型IGBT;有N+缓冲区者称为非对称型IGBT,也称为穿通型IGBT。因为结构不同造成其特性亦不同,非对称型IGBT由于存在N+区,反向阻断能力弱,但其正向压降低、关断时间

2.正弦波逆变器中的开关器件及其基本工作原理

11

短、关断时尾部电流小。与之相反,对称型IGBT 具有正反向阻断能力,其他特性却不及非对称型IGBT 。

从结构上可以看出,IGBT 相当于一个由MOSFET 驱动的厚基区GTR ,其简化等效电路如图2.4-2(a)所示,N 沟道IGBT 的图形符号如图2.4-2(b)所示。对于P 沟道IGBT ,其图形符号中的箭头防线恰好相反。图中的电阻R dr 是厚基区GTR 基区内的扩展电阻。IGBT 是以GTR 为主导元件,MOSFET 为驱动元件的达林顿结构。图示器件为N 沟道IGBT ,MOSFET 为N 沟道型,GTR 为PNP 型。

C E G G N P N

P N P

S

( S )( D )( a )

( b )

图 2 . 4 - 2R d r

b R r

IGBT 的开通和关断是由门极电压来控制的。门极施以正电压时,MOSFET 内形成沟道,并为PNP 晶体管提供基极电流,从而使IGBT 导通。在门极上施以负电压时,MOSFET 内的沟道消失,PNP 晶体管的基极电流被切断,IGBT 即为关断。

当V DS 为负时,J 3结处于反向偏置状态,类似于反偏二极管,器件呈反向阻断状态。

当V DS 为正时,有两种可能:

(1) 若门极电压小于开启电压,即V G < V T ,则沟道不能形成,器件呈正向阻断状态;

(2) 若门极电压大于开启电压,即V G > V T 时,绝缘门极下面的沟道形成,N +区的电子通过沟道进入N -漂移区,漂移到J 3结,此时J 3记是正向偏置,也向N -区注入空穴,从而在N -区产生电导调制,使器件正向导通。

在器件导通之后,若将门极电压突然减至零,则沟道消失,通过沟道的电子电流为零,使漏极电流有所突降,但由于N -区中注入了大量的电子、空穴对,因而漏极电流不会马上变为零,而出现一个拖尾时间。

除上述IGBT 的正常工作情况外,从结构中可以看出,由于IGBT 结构中寄生着PNPN 四层结构,存在着由于再生作用而将导通状态锁定起来的可能性,从而导致漏极电流失控,进而引起器件产生破坏性失效。出现锁定现象的条件就是晶闸管的触发导通条件:

α1 +α2 = 1

IGBT 的锁定现象又分为静态锁定、动态锁定和栅分布锁定。静态锁定是IGBT 在稳态电流导通时出现的锁定,此时,漏极电压低,锁定发生在稳态电流密度超

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过某一数值时。动态锁定发生在开关过程中,在大电流、高电压的情况下,主要是因为在电流较大时引起α1和α2的增加,以及由过大的dv/dt引起的位移电流造成的。栅分布锁定是由于绝缘栅的电容效应,造成在开关过程中个别先开通或后关断的IGBT之中的电流密度过大而形成局部锁定。应当采取各种工艺措施提高IGBT的锁定电流,克服由于锁定而产生失效。

2.5 小结

功率MODFET是单极型电压驱动器件,具有工作速度快、输入阻抗高、热稳定性好以及驱动电路简单等优点,但是导通电阻大,电流容量较低,阻断电压也低。GTR和GTO是双极型电流驱动器件,其阻断电压高,载流能力强,但是工作速度慢,驱动电流大,控制电路比较复杂。由于各有所限,使它们在新型电力电子装置中的应用受到局限。

而IGBT作为功率MOSFET和GTR的复合器件,将它们各自的优点集于一身,扬长避短,使其特性更加优越,具有输入阻抗高、工作速度快、通态电压低、阻断电压高、承受电流大等优点,因而发展很快,应用很广,在各个领域中有取代前述全控型器件的趋势,IGBT已成为当前电力半导体器件发展的重要方向。

第三章基本电路

PWM脉宽调制式逆变器

1 PWM脉宽调制技术的概况

逆变器的脉宽调制技术PWM(Pulse Width Modulation)是用一种参考波(通常是正弦波,有时也用梯形波或方波等)为“调制波”(modulating wave),而以N倍于调制波频率的正三角波(有时也用锯齿波)为“载波”(carrier wave)。由于正三角波或锯齿波的上下宽度是线性变化的波形,因此,它与调制波相交时,就可以得到一组幅值相等,而宽度正比于调制波函数值的矩形脉冲序列用来等效调制波。用开关量取代模拟量,并通过对逆变器开关管的通断控制,把直流电变成交流电,这一种技术就叫做脉宽调制技术。当调制波为正弦波时,输出矩形脉冲序列的脉冲宽度按照正弦函数规律变化,这种调制技术通常又称为正弦波脉宽调制(Sinusoida PWM)技术。

随着逆变器在交流传动、UPS电源和有源滤波器等中的广泛应用,以及高速全控开关器件的大量出现,PWM技术已成为逆变技术的核心,因而受到了人们

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的高度重视。尤其是最近几年,微处理器应用于PWM技术和实现数字化控制以后,更是花样翻新,到目前为止,仍有新的PWM方式在不断出现。

PWM技术的发展过程是:1963年,F.G.Turnbull提出了消除特定谐波法;1964年,A.Schnoung和H.Stemmler把通讯系统的调制技术应用到交流传动逆变器中,产生了正弦脉宽调整技术(SPWM),后由英国Bristol大学的S.R.Bowes 于1975年进行了推广和应用,使SPWM调制技术成为了被广泛关注的热点。后来,Bowes又相继提出了全数字化SPWM方案,规则采样数字化PWM方案以及准优化PWM技术(Suboptimal PWM),以提高直流电压利用率。1983年,J.Holtz 等又提出了空间相量PWM技术,该项技术从用于异步电动机的角度出发,直接采用以电动机磁链圆形轨迹为目的的控制方法,因而使用起来更加直观,也更加方便。

以Turnbull的消除特定谐波法为基础,出现了求最大值或最小值的优化PWM的概念。由此于1977~1986年,G.S.Buja、F.C.Zack和K.Taniguchi等提出了电流谐波畸变率(THD)最小、效率最优以及转矩脉动最小的最优PWM法。由于这些方法具有电压利用率高,开关次数少,可以实现特定优化目的等优点,所以人们一直在进行着这方面的研究。随着微处理器预算速度的不断提高,J.Sun 等于1994年提出了实时完成优化的PWM方案。

此外,还应当提到的是A.B.Plunkett于1980年提出的电流滞环比较PWM技术,以及在此基础上发展起来的全数字化无差拍控制(Dead-beat Control)PWM 技术,都具有实现简单的特点。为了消除噪声,1993年~1994年,由A.M.Trzynalowsky、V.G.Agelidis等提出了随即PWM法,它是从改变谐波的频谱分入手,使谐波均匀分布在较宽的频带范围内,以达到抑制噪声和机械共振的目的。

PWM技术从大的方面可以分为三大类,即波形调制PWM技术、优化PWM 技术和随机PWM技术。PWM技术可以用于电压型逆变器,也可以用于电流型逆变器,它对于逆变技术的发展起了很大的推动作用。它与多重叠加法相比较,有以下一些显著的优点:

(1)电路简单,只用一个功率控制级就既可以调节输出电压,又可以调节输出频率。

(2)可以使用不可控整流桥,使系统对电网的功率因数与逆变器输出电压值无关。

(3)可以同时进行调频、调压,与中间直流环节的元件参数无关,系统的动态响应速度快。

(4)可以获得更好的波形改善效果。

正是由于这些优点,使PWM脉宽调制技术在当今逆变领域占据了绝对的主导地位。根据载波与调制波角频率的关系不同,可以分为同步式PWM调制与非同步式PWM调制。

同步式PWM调制是使载波角频率ωc(决定开关工作频率)和调制波角频率ωs(相当于输出频率)同步的一种调制方法,因此,调制波半个周期内所包含的载波脉冲数是定值(即载波比N=ωc/ωs 恒定);非同步式PWM调制是使载波角频率ωc和调制波角频率ωs不同步的调制法,调制波半个周期内所包含的载波脉冲数不时定值(即载波比N=ωc/ωs 不恒定)。一般来说,载波角频率ωc是保持恒定的,但有时侯也根据工作情况而变化。

在同步式PWM调制中,当调制波的频率低时,载波频率也应比例地降低,

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因此难以做到平滑控制。为了克服这个缺点,可以采用改变载波脉冲数的方法。在非同步PWM 调制中,虽然不需要改变载波脉冲数,但当载波比 N=ωc/ωs 较小时(输出频率和开关频率接近),会使输出频率f 0和载波频率fc 的下边频谐波

很接近而发生跳动,使特性显著变坏而不能使用(因此,非同步PWM 调制希望用快速器件,用增大载波比例如取 N ≥15 来避免载波频率的下边频和输出频率接近)。此时,可以使用比非同步调制稍微复杂一些的同步调制方式。非同步的三角波——正弦波比较方式一般是在线控制时使用,而同步方式可以在线也可以离线使用。也有一些逆变器,在低频输出时用非同步方式,在高频输出时用同步方式,我们把这种使用方式叫做同步—非同步交替方式。不管是同步、非同步,还是同步—非同步交替方式,逆变器电路是不变的。

2 PWM 控制的基本原理

2.1 PWM 控制的基本原理

在采样控制理论中有一个重要的结论:冲量相等而形状不同的窄脉冲加在具有惯性的环节上时,其效果基本相同。冲量即指窄脉冲的面积。这里所说的效果基本相同,指环节的输出响应波形基本相同。如把各输出波形用傅氏变换分析,则其低频段特性非常接近,仅在高频段略有差异。例如图4.2-1(a)、(b)、(c)所示的三个窄脉冲形状不同,图 4.2-1(a)为矩形脉冲,图 4.2-1(b)为三角形脉冲,图

4.2-1(c)为正弦半波脉冲,但它们的面积(即冲量)都等于1,那么,当它们分别加在具有惯性的同一个环节上时,其输出响应基本相同。脉冲越窄,其输出的差异越小。当窄脉冲变为图4.2-1(d)的单位脉冲函数 δ(t) 时,环节的响应即为该环节的脉冲过度函数。 f ( t )0

t 0f ( t )t 0t ( t )

f 0t

( t )f ( a )( b )( c )( d )δ( t )

图 4 . 2 - 1

上述结论是PWM 控制的重要理论基础。下面来分析一下如何用一系列等幅而不等宽的脉冲代替一个正弦半波。

把图 4.2-2(a) 所示的正弦波波形分成N 等份,就可以把正弦半波看成由N

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个彼此相连的脉冲所组成的波形。这些脉冲宽度相等,都等于 π∕N ,但是幅值不等,且脉冲顶部不是水平直线,而是曲线,各脉冲的幅值按照正弦规律变化。如果,把上述脉冲序列用同样的数量的等幅而不等宽的矩形脉冲序列代替,使矩形脉冲的中点和相应正弦等分的中点重合,且使矩形脉冲和相应正弦部分面积(冲量)相等,就得到图 4.2-2(b) 所示的脉冲序列。这就是PWM 波形。可以看出,各脉冲的宽度是按照正弦规律变化的。根据冲量相等效果相同的原理,PWM 波形和正弦半波是等效的。对于正弦波形的负半周,也可以用同样的方法得到PWM 波形。像这种脉冲的宽度按照正弦规律变化而和正弦坡等效的PWM 波形,也称为SPWM (Sinusoidal PWM )波形。

在PWM 波形中,各脉冲的幅值是相等的,要改变等效输出正弦波的幅值时,只要按照同一比例系数改变各脉冲的宽度即可。

上面说明了PWM 控制的基本原理。按照上述原理,在给出了正弦波频率、幅值和半个周期内的脉冲数后,PWM 波形各脉冲的宽度和间隔就可以准确地计算出来。按照计算结果控制电路中各个开关器件的通断,就可以得到所需要的PWM 波形。但是,这种计算是很繁琐的,正弦波的频率、幅值等变化时,结果都要变化。较为实用的方法是采用调制的方法,即把所希望的波形作为调制信号,把接受调制的信号作为载波,通过对载波的调制,得到所期望的PWM 波形。通常采用等腰三角波作为载波,因为等腰三角波上下宽度与高度成线性关系且左右对称,当它与任何一个平缓变化的调制信号波相交时,如在交点时刻控制电路中开关器件的通断,就可以得到宽度正比于信号波幅值的脉冲,这就符合PWM 控制的要求。当调制信号波为正弦波时,所得到的就是SPWM 波形。这种情况使用最广,这里所介绍的PWM 控制只要就是指SPWM 控制。当调制信号不是正弦波时,也能得到与调制信号等效的PWM 波形。 U V V V V V D VD V D V D R L u u u d

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1203443r

c

调制电路图 4 . 2 - 3图 4 .2 - 2ωt 0

t ω0

u

( a )

( b )

2.2 单相桥式PWM 逆变电路

图4.2-3是采用电力晶体管作为开关器件的电压型单相桥式逆变电路,设负载为电感性,对各晶体管的控制按下面的规律进行:在正半周期,让晶体管V 1

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一直保持导通,而让晶体管V 4交替通断。当天V 1和V 4导通时,负载上所加的电压为直流电源电压U d 。当V 1导通而使V 4关断后,由于电感性负载中的电流不能突变,负载电流将通过二极管VD 3续流,负载上所加电压为零。如负载电流较大,那么,直到使V 4再一次导通之前,VD 3一直持续导通。如负载电流较快地衰减到零,在V 4再一次导通之前,负载电压也一直为零。这样,负载上的输出电压u o 就可得到零和U d 交替的两种电平。同样,在负半周期,让晶体管V 2保持导通。当V 3导通时,负载被加上负电压 –U d ,当V 3关断时,VD 4续流,负载电压为零,负载电压u o 可得到 –U d 和零两种电平。这样,在一个周期内,逆变器输出的PWM 波形就由 ±U d 、0三种电平组成。

控制V 4或V 3通断的方法如图4.2-4所示。载波u c 在信号波u r 的正半周为正极性的三角波,在负半周为负极性的三角波。调制信号u r 为正弦波。在u r 和u c 的交点时刻控制晶体管V 4或V 3的通断。在u r 的正半周,V 1保持导通,当u r >u c 时,使V 4导通,负载电压 u o =U d ,当u r u c 时,使V 3关断,u o =0。这样,就得到了SPWM 波形 u o 。图中的虚线 u of 表示 u o 中的基波分量。像这种在 u r 的半个周期内,三角波载波只在一个方向变化,所得到的PWM 波形也只在一个方向变化的控制方式称为单极性PWM 控制方式。 ωt 0t ω0

u

t ωt ωu 00U d U d -U d -d

U c r

0u c r u 0

u 0f

u f 0图 4 . 2 - 5图 4 . 2 - 4

和单极性PWM 控制方式不同的是双极性PWM 控制方式。图4.2-3的单相桥式逆变电路在采用双极性控制方式是的波形如图4.2-5所示。在双极性方式中ur 的半个周期内,三角波载波是在正负两个方向变化的,所得到的PWM 波形也是在两个方向变化的。在u r 的一周期内,输出的PWM 波形只有±U d 两种电平。仍然在调制信号u r 和载波信号u c 的交点时刻,控制各开关器件的通断。在u r 的正负半周,对各开关器件的控制规律相同。当 u r >u c 时,给晶体管V 1和V 4以导通信号,给V 2、V 3以关断的信号,输出电压 u o =U d 。当u r

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负载的情况下,若V 1和V 4处于导通状态时,给V 1和V 4以关断信号,而给V 2和V 3以导通信号后,则V 1和V 4立即关断,因感性负载电流不能突变,V 2和V 3并不能立即导通,二极管VD 2和VD 3导通续流。当感性负载电流较大时,直到下一次V 1和V 4重新导通前,负载电流方向始终未变,VD 2和VD 3持续导通,而V 2和V 3始终未导通。当负载电流较小时,在负载电流下降到零之前,VD 2和VD 3续流,之后V 2和V 3导通,负载电流反向。不论VD 2和VD 3导通,还是V 2和V 3导通,负载电压都是 –U d 。从V 2和V 3导通向V 1和V 4导通切换时,VD 1和VD 4的续流情况和上述情况类似。

2.3 三相桥式PWM 逆变电路

在PWM 型逆变电路中,使用最多的还是如图4.2-6所示的三相桥式逆变电路,其控制方式一般都是采用双极性方式。U 、V 和W 三相的PWM 控制通常公用一个三角波载波段u c ,三相调制信号 u rU 、u rV 和u rW 的相位依此相差120°。 U V V V V V D VD V D V D u u d 4

1143663rU

c 调制电路

52D V V 2

V D V 5rV u u rW U

V W 22U d

N’C

C N 图 4 . 2 - 6

U 、V 和W 各相功率开关器件的控制规律相同,现以U 相为例来说明。当 u rU >u c 时,给上桥臂晶体管V 1以导通信号,给下桥臂晶体管V 4以关断信号,则U 相相对于直流电源假想中点N ′的输出电压 u UN ′= U d /2 。当u rU

2.4 死区对PWM 逆变器的影响

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在双极性PWM控制方式中,同一相上下两个臂的驱动电路都是互补的。但是,实际上为了防止上下两个臂直通而造成短路,在给一个臂施加关断信号后,再延迟Δt时间,才给另一个臂施加导通信号。延迟时间的长短主要由功率开关器件的关断时间决定。这个所谓的延迟时间Δt,即为通常所说的死区,也有人把它称作为开关时滞(Switching Lag-times)。

在PWM逆变器中设置死区Δt,可以避免同桥臂开关管同时导通的短路故障。同时在感性负载时,由于死区引起的二极管续流,能使开关管开通,使开通损耗减少。这是设置死区的优点。但由于设置死区所引起的反馈二极管的续流,会使输出电压基波幅值减小,并产生出与死区时间Δt及载波比N成比例的3,5,7,…次谐波。这是设置死区带来的缺点。这个缺点对变频调速系统的影响最为显著,特别是在变频调速系统低速运行时,调制波角频率ωs减小,使载波比N 相对增大,因此使由于死区Δt所引起的基波幅值减小的影响和3,5,7,…次谐波比例增大的影响更加严重。在这种情况下,为了保证变频调速系统的良好运行,就必须要对死区的这种不良影响进行补偿。

常用的补偿方法有两种:一种是电流反馈型补偿,另一种是电压反馈型补偿。它们的共同补偿原理就是设法产生一个与误差波波形(即由于设置死区,而使输出的PWM波形成为偏离正弦波的波形)相似、相位相反的补偿电压来抵消或削弱误差波的影响。

3 PWM型逆变电路的控制方式

在PWM逆变电路中,载波频率?c与调制信号频率?r之比N = ?c/ ?r 称为载波比。根据载波和信号是否同步及载波比的变化情况。PWM逆变电路可以有异步调制和同步调制两种控制方式。

3.1 异步调制

载波信号和调制信号不保持同步关系的调制方式称为异步方式。在步调制方式中,调制信号频率?r变化时,通常保持载波频率?c固定不变,因而载波比N 是变化的。这样一来,在调制信号的半个周期内,输出脉冲的个数不固定,脉冲相位也不固定,正负半周期的脉冲不对称,同时,半周期内前后1/4周期的脉冲也不对称。

当调制信号频率较低时,载波比N较大,半周期内的脉冲数较多,正负半周期脉冲不对称和半周期内前后1/4周期脉冲不对称的影响都较小,输出波形接近正弦波。当调制信号频率增高时,载波比N就减小,半周期内的脉冲数减少,输出脉冲的不对称性影响就变大,还会出现脉冲的跳动。同时,输出波形和正弦波之间的差异也变大,电路输出特性变坏。对于三相PWM型逆变电路来说,三相输出的对称性也变差。因此,在采用异步调制方式时,希望尽量提高载波频率,以使在调制信号频率较高时仍能保持较大的载波比,改善输出特性。

电动车用辅助逆变器的设计方案与实现

电动车用辅助逆变器的设计与实现 摘要: 电动汽车的运行与普通汽车有许多不同, 需要设计安装大量专用辅助设备, 且要求辅助设备结构简单、运行稳定、运行成本低。文章描述了电动车用辅助逆变器的特殊应用环境和工作要求, 提出一种设计思路, 并分别从硬件结构和软件流程两方面介绍系统的构成。关键词: 逆变器SA 4828 芯片脉宽调制CAN 总线 1 引言 目前各种类型的电动汽车发展日新月异, 车辆主动力单元采用的电机和驱动方式各有特色, 但在车用辅助电机的选择上却观点一致, 即充分利用电动车直流母线电压高(通常为300~600 V ) 的特点, 利用辅助逆变器将直流变成三相交流电驱动交流异步电机, 为车上的刹车气泵、液压助力泵、空调压缩机等设备提供动力。在大型电动车上, 驱动这些设备的电机功率在3~10 kW 之间, 采用交流电机可以比同等直流电机成本更低、体积更小、重量更轻, 而且运行噪音小、维护量大大降低。电动车的发展在国外已经进入实际应用阶段, 而国内仍处于开发样车阶段, 多数研发单位只是将通用变频器进行简单改装后作为辅助逆变电源投入使用。这样不仅成本较高, 不能完全适应电动车的实际运行需要, 也不具备CAN 总线通讯能力, 无法参与整车系统的数据通讯。新公布的国家“863 计划”关于电动车发展规划中已经明确规定: 新申报的电动车开发项目必须采用基于CAN 总线的整车通讯控制系统。因此辅助逆变器在提供三相交流电源功能的同时, 系统必须具有CAN 总线通讯接口, 以便参与整车系统的控制。电动车用辅助逆变器的设计必须充分考虑产品的运行环境和负载特点, 简化系统硬件结构, 确保设备运行稳定。从直流输入来看, 电动车动力电池电压有一定的波动范围, 在电量充足时每个电池单体的电压可以达到 1. 45 V 或更高, 随着使用过程中能量的不断输出, 电压会逐渐降低, 达到 1. 2 V 甚至更低。由280 节单体串联成的电池组, 其母线电压通常会在400~330 V 之间浮动, 变化率高达21. 2%。因此逆变器必须能够适应较宽范围内的电压浮动。同时, 作为电源设备, 这种辅助逆变器不仅可以驱动各种三相交流电机, 还可以作为车上的工频电源, 为更多的车载设备服务。因此, 设计开发一种专用的电动车用辅助逆变器, 不仅可适应电动车直流母线电压浮动大的特点, 还可以参与整车控制, 提高系统运行效率、节约能源。 2 系统整体构成设计 完成辅助逆变器的设计必须从其输入?输出要求出发, 做到结构清晰、功能明确。在系统结构上可以将电动车用辅助逆变器按功能分为4 个部分, 如图 1 所示。

车载逆变器说明

【概况】 逆变器专为中小型用电器生产的逆变器,它是目前最先进的直流——交流转换产品之一。将车辆提供的12V直流电转变为通常使用的220V交流电,广泛应用于各种电器设备,如:手机、笔记本电脑、相机、摄相机、剃须刀、空气清新机、电流充电器、电视机、冰箱、空调等电器。是车族、白领、野外作业、旅游、移动办公、专用车的必备品,成功解决车内用电的问题。逆变器品质优良、设计精巧、安全可靠、使用方便,是您的汽车生活的理相伴侣。 一、说明: 输入:12V直流 输出:220V交流 体积小、重量轻、环保无噪音、免维护; 提供低电压保护; 对用电器提供过流、过压及短路保护;

转换效率高达90%,有较高的瞬间启动功能; 用于汽车、轮船、太阳能发电、风力发电、移动办公、邮电通讯、公安、抢险等; 外置式保险丝,重起安全可靠 一个能将家移到车上的神奇产品 一个能让你感觉项在家里一样方便的专利产品电源逆变器(车载电源)是一种能够将DC12V或DC24V 直流电转换为和市电相同的AC220V交流电,通过插在点烟器插座上可以随时为您的笔记本电脑、手机、数码相机、数码摄像机、游戏机、风筒、便携式DV D等提供220V供电服务。2000W的甚至能带动微波炉、空调等大功率电器。 在国内有些用户为图方便将一些DC直流电器如:手机、笔记本电脑、PDA等在车上不使用自身配的22 0V电源而配上简易转接器直接插到点烟器上,这样是不对的,汽车的电瓶电压不稳,直接取电可能会烧毁电器很不安全而且会大大影响电器使用寿命,因为原厂配的220V电源是厂家专为其电器设计的,有极好的稳定性。 在国外几乎每辆汽车的工具箱中都能找有汽车逆变器,他们的车可以不贴膜、可以没有倒车雷达、可以没有车载免提,但一定不能没有它,因为它的用处太

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低成本车载逆变电源设计 电源是电子设备的动力部分,是一种通用性很强的电子产品。它在各个行业及日常生活中得到了广泛的应用,其质量的好坏极大地影响着电子设备的可靠性,其转换效率的高低和带负载能力的强弱直接关系着它的应用范围。方波逆变是一种低成本,极为简单的变换方式,它适用于各种整流负载,但是对于变压器的负载的适应不是很好,有较大的噪声。 本文依据逆变电源的基本原理,利用对现有资料的分析推导,提出了一种方波逆变器的制作方法并加以调试。 1 系统基本原理 本逆变电源输入端为蓄电池(+12V,容量90A·h),输出端为工频方波电压(50Hz,310V)。其结构框图如图1所示。 图1 方波逆变器的结构框图 目前,构成DC/AC逆变的新技术很多,但是考虑到具体的使用条件和成本以及可靠性,本电源仍然采用典型的二级变换,即DC/DC变换和DC/AC逆变。首先由DC/DC变换将DC 12V电压逆变为高频方波,经高频升压变压器升压,再整流滤波得到一个稳定的约320V直流电压;然后再由DC/AC变换以方波逆变的方式,将稳定的直流电压逆变成有效值稍大于220V的方波电压;再经LC工频滤波得到有效值为220V 的50Hz交流电压,以驱动负载。 2 DC/DC变换 由于变压器原边电压比较低,为了提高变压器的利用率,降低成本,DC/DC变换如图2所示,采用推挽式电路,原边中心抽头接蓄电池,两端用开关管控制,交替工作,可以提高转换效率。而推挽式电路用的开关器件少,双端工作的变压器的体积比较小,可提高占空比,增大输出功率。

图2 DC/DC变换结构图 双端工作的方波逆变变压器的铁心面积乘积公式为 AeAc=Po(1+η)/(ηDKjfKeKcBm)(1) 式中:Ae(m2)为铁心横截面积; Ac(m2)为铁心的窗口面积; Po为变压器的输出功率; η为转换效率; δ为占空比; K是波形系数; j(A/m2)为导线的平均电流密度; f为逆变频率; Ke为铁心截面的有效系数; Kc为铁心的窗口利用系数; Bm为最大磁通量。 变压器原边的开关管S1和S2各采用IRF32055只并联,之所以并联,主要是因为在逆变电源接入负载时,变压器原边的电流相对较大,并联可以分流,可有效地减少开关管的功耗,不至于造成损坏。 PWM控制电路芯片SG3524,是一种电压型开关电源集成控制器,具有输出限流,开关频率可调,误差放大,脉宽调制比较器和关断电路,其产生PWM方波所需的外围线路很简单。当脚11与脚14并联使用时,输出脉冲的占空比为0~95%,脉冲频率等于振荡器频率的1/2。当脚10(关断端)加高电平时,可实现对输出脉冲的封锁,与外电路适当连接,则可以实现欠压、过流保护功能。利用SG3524内部自带的运算放大器调节其输出的驱动波形的占空比D,使D》50%,然后经过CD4011反向后,得到对管的驱动波形的D《50%,这样可以保证两组开关管驱动时,有共同的死区时间。

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奥舒尔P13型车载逆变器评测 奥舒尔(OZIO)车载逆变器生产厂商是亚美斯电子科技有限公司。P13型号的车载逆变器解剖分析有以下特征: (1)外观尺寸:110×72×22mm;重量:208g,属于轻便小巧型逆变器; (2)线路板的布局高低电压独立分隔排布,而且隔离距离符合国际通用的5MM以上标准,是目前在紧凑型逆变器设计中极少数能做到的线路布局; (3)散热系统采用对流和传导技术,风机是台湾生产的超小型高速风机,风量比大陆产同类型的高1/3,散热效果有明显的改善,有效地降低功率损耗;开始工作时风扇不转,随着内部温度上升到45°C时才开始转动,而且温度越高转动速度越快,这样既能节能又能延长风机寿命,同时降低产品运行时的温度,是比较独特的设计; (4)外壳采用德国拜耳特殊的耐高温塑料,是目前极少数采用塑料外壳的产品之一,因为这需要散热设计要求相当高; (5)插座专门针对国内大陆市场的标准设计,不需要转换插座就能直接插国标的三脚插头,是目前国内唯一在超薄型逆变器中首先采用中国国标插座设计的逆变器; (6)电源输出是210-230V之间,平均值为223V,频率是48-52Hz,平均值为49.5Hz,符合中国用电规范,值得一提的是目前市面上一些逆变器是以美规和欧规的标准设计,输出频率60Hz,不符合我国的用电标准。 (7)在25°C常温环境下,峰值输出达到152W, 连续工作输出125-135W之间,无负载时电流大约在285mA左右。 (8)电池电压在11-15V时逆变器能正常工作,当输入电压降到10.6V时逆变器开始低压报警,电压再降到10V时逆变器自动关闭;同样,当电压升到14.8V 时逆变器开始高压报警,电压再升到15.2V时逆变器自动关闭; (9)当逆变器内部温度升到65℃时,逆变器的过热保护电路开始工作,自动关闭逆变器; (10)用示波器检测输出波形为方波,是修正正弦波; (11)宽频辐射干扰测试频率范围30MHz-1GHz,标准为60dBuV/m,水平测试结果:平均值为18.7dBuV/m,峰值为45.7dBuV/m;垂直测试结果:平均值为15.7,峰值为57.2dBuV/m;宽频辐射干扰未超出标准范围; (12)窄频辐射干扰水平和垂直方向均未录得辐射干扰; (13)电磁辐射抗扰度20-200MHz / 60mA的电磁波在距离150毫米的范围内对产品进行干扰,结果逆变器工作正常,未发现异常现象;200-800MHz / 30volts/m的电磁波在距离1000毫米的范围内对产品进行干扰,结果逆变器工作正常,未发现异常现象;800-2000MHz / 30volts/m的电磁波在距离1000毫米的范围内对产品进行干扰,结果逆变器工作正常,未发现异常现象;

逆变器原理及电路图

逆变器原理及电路图 2009-09-10 21:52 场上常见款式车载逆变器产品的主要指标 输入电压:DC 10V~14.5V;输出电压:AC 200V~220V±10%;输出频率:50Hz±5%;输出功率:70W ~150W;转换效率:大于85%;逆变工作频率:30kHz~50kHz。 二常见车载逆变器产品的电路图及工作原理 目前市场上销售量最大、最常见的车载逆变器的输出功率为70W-150W,逆变器电路中主要采用TL494或KA7500芯片为主的脉宽调制电路。一款最常见的车载逆变器电路原理图见图1。 车载逆变器的整个电路大体上可分为两大部分,每部分各采用一只TL494或KA7500芯片组成控制电路,其中第一部分电路的作用是将汽车电瓶等提供的12V直流电,通过高频PWM (脉宽调制)开关电源技术转换成30kHz-50kHz、220V左右的交流电;第二部分电路的作用则是利用桥式整流、滤波、脉宽调制及开关功率输出等技术,将30kHz~50kHz、220V左右的交流电转换成50Hz、220V的交流电。 [img]https://www.360docs.net/doc/f4897021.html,/UploadFiles/200942618167800.jpg[/img] 1.车载逆变器电路工作原理 图1电路中,由芯片IC1及其外围电路、三极管VT1、VT3、MOS功率管VT2、VT4以及变压器T1组成12V直流变换为220V/50kHz交流的逆变电路。由芯片IC2及其外围电路、三极管VT5、VT8、MOS功率管VT6、VT7、VT9、VT10以及220V/50kHz整流、滤波电路VD5-VD8、C12等共同组成220V/50kHz高频交流电变换为220V/50Hz工频交流电的转换电路,最后通过XAC插座输出220V/50Hz交流电供各种便携式电器使用。 图1中IC1、IC2采用了TL494CN(或KA7500C)芯片,构成车载逆变器的核心控制电路。TL494CN是专用的双端式开关电源控制芯片,其尾缀字母CN表示芯片的封装外形为双列直插式塑封结构,工作温度范围为0℃-70℃,极限工作电源电压为7V~40V,最高工作频率为300kHz。 TL494芯片内置有5V基准源,稳压精度为5 V±5%,负载能力为10mA,并通过其14脚进行输出供外部电路使用。TL494芯片还内置2只NPN功率输出管,可提供500mA的驱动能力。TL494芯片的内部电路如图2所示。 [img]https://www.360docs.net/doc/f4897021.html,/UploadFiles/2009426181249965.jpg[/img] 图1电路中IC1的15脚外围电路的R1、C1组成上电软启动电路。上电时电容C1两端的电压由0V逐步升高,只有当C1两端电压达到5V以上时,才允许IC1内部的脉宽调制电路开始工作。当电源断电后,C1通过电阻R2放电,保证下次上电时的软启动电路正常工作。

车载逆变电源设计文献综述

《车载逆变电源设计》文献综述 车载逆变电源是将汽车发动机或汽车电瓶上的直流电转换为交流电,供一般电器产品使用,是一种较方便的车用电源转换设备。它是常用的车用汽车电子用品,通过它可以在汽车上使用平时我们用市电才能工作的电器。比如电视机、笔记本电脑、电钻、医疗急救仪器、军用车载设备等,可应用于各个行业领域。以正弦波输出的车载逆变电源可提供不间断的高质量交流电,可适应任何领域,但其技术要求高,电路结构比较复杂。 一、研究意义 笔者认为,研究车载逆变电源有以下意义: 第一,研究车载逆变电源可以广泛用于日常生活、计算机、邮电通信、电力系统和航空航天等领域,它的开发和应用在我们的生活中起着至关重要的作用。 第二,中国进入WTO之后,国内市场私人交通工具越来越多,所以车载逆变器电源作为在移动中使用的直流变交流的转换器,给人们的生活带来很多的方便,是一种常备的车用汽车电子装备用品。 第三,车载逆变器是一种能够将12V直流电转换为市电相同的220V交流电,供一般电器使用,是一种很方便的车用电源转换器,它在国内外很受欢迎。 第四,正弦波车载逆变电源的发展和应用在节约能源及环境保护方面都具 有深远的意义。 二、资料来源和范围 (一)图书馆馆藏图书 在图书馆馆藏图书M类中搜索到以下相关资料:王兆安,黄俊主编《电力电子技术》;金海明主编《电力电子技术》;邓嘉主编《机电工程》;曹保国主编《电气自动化》等书籍。 (二)期刊数据库检索 主要利用CNKI数据库(china national knowledge infrastructure)。数据库访问地址为:https://www.360docs.net/doc/f4897021.html,。 在使用上述数据库搜索的过程中,笔者选择中国学术期刊数据库,在“摘要” 字段中,以“车载逆变电源”为关键词进行检索,文章结果显示有71篇相关论文,对笔者有直接参考价值的有:袁义生著《一种高效逆变电源及绿色工作模式的研究》、曹保国著《小功率车载逆变电源的设计》、朱保华著《对车载逆

车载电源逆变器电路原理图及维修

车载电源逆变器电路原理图及维修 一市场上常见款式车载逆变器产品的主要指标 输入电压:DC 10V~14.5V;输出电压:AC 200V~220V±10%;输出频率:50Hz±5%;输出功率:70W ~150W;转换效率:大于85%;逆变工作频率:30kHz~50kHz。 二常见车载逆变器产品的电路图及工作原理 目前市场上销售量最大、最常见的车载逆变器的输出功率为70W-150W,逆变器电路中主要采用TL4 94或KA7500芯片为主的脉宽调制电路。一款最常见的车载逆变器电路原理图见图1。 车载逆变器的整个电路大体上可分为两大部分,每部分各采用一只TL494或KA7500芯片组成控制电路,其中第一部分电路的作用是将汽车电瓶等提供的12V直流电,通过高频PWM (脉宽调制)开关电源技术转换成30kHz-50kHz、220V左右的交流电;第二部分电路的作用则是利用桥式整流、滤波、脉宽调制及开关功率输出等技术,将30kHz~50kHz、220V左右的交流电转换成50Hz、220V的交流电。

1.车载逆变器电路工作原理 图1电路中,由芯片IC1及其外围电路、三极管VT1、VT3、MOS功率管VT2、VT4以及变压器T1组成12V直流变换为220V/50kHz交流的逆变电路。由芯片IC2及其外围电路、三极管VT5、VT8、MOS 功率管VT6、VT7、VT9、VT10以及220V/50kHz整流、滤波电路VD5-VD8、C12等共同组成220V/5 0kHz高频交流电变换为220V/50Hz工频交流电的转换电路,最后通过XAC插座输出220V/50Hz交流电供各种便携式电器使用。 图1中IC1、IC2采用了TL494CN(或KA7500C)芯片,构成车载逆变器的核心控制电路。TL494CN是专用的双端式开关电源控制芯片,其尾缀字母CN表示芯片的封装外形为双列直插式塑封结构,工作温度范围为0℃-70℃,极限工作电源电压为7V~40V,最高工作频率为300kHz。

电源转换器使用说明书

精选文档,供参考! 电源转换器使用说明书 使用您的转换器前,请仔细阅读使用说明书 安全第一 安装或使用不当都有可能有为危险或造成意外伤害。使用前,请仔细阅读说明书,特别要注意警告和注意部分的内容。注意提示您在一定条件下或一些操作方法可能对转换器或其他设施带来危害;警告提示您某些情况可能引起人身伤害。 警告:触电危险,儿童远离 1.交流输出插座与一般家电插座一样,有潜在危险,可以致命。 2.插座、风扇、或通风口不能堵塞。 3.转换器不能浸水、雨淋、淋雨雪。 4.普通AC 电线无论如何都不能直接与转换器连接。 警告:表面发热 连续使用后壳体表面温度会上升到60℃。使用时,保证少于2个端面5CM 内气体通畅。易变高温影响的物体不要放在附近。 警告:爆炸危险 下列环境中禁止使用:附近有易燃、易爆物品,以汽油为动力的船舱底部,丙烷存储罐附近,存放汽车轮胎或铅酸电池的地方。电池会由于氢气渗漏,一旦接触静电火花,易被点燃。 使用时,确保遇到意外情况,能就近得到援助。 注意: 1.不能将带电的直流电源直接插入转换器。 2.不能将接地的直流负载接入转换器。 3.不能在超过60℃的环境下工作。 1.说明 感谢您购买500W 电源转换器。这款转换器体积轻巧,设计合理,代表着高频转换的新潮流。无论接在汽车、船或24V 专用电瓶上,它都能为家用电器如电视机、录像机、电动工具等提供安全可靠的交流电源。设有自动保护功能,使您的转换器、电瓶在超常负载下得到有效保护,方便实用。 请在安装和操作之前仔细阅读本说明书。说明书留存以备参考。 安全特性: 1.过载保护,电流自动切断。 2.内置式保险丝,重新启动时,提供安全保障。 3.低电压保护后,电源自动切断。 4.过温保护后,电源自动切断。 5.输出短路保护。 2.安装指南 基于安全和性能的考虑,安装环境应具备条件: 1.干燥:不能浸水或雨淋 2.阴凉:适合温度在-25℃与40℃之间环境中使用。 3.通风:不能与电池驱动的电器连接,安装环境周围不能有易燃液体如汽油和挥发性的易爆气体。 4.清洁防尘:工作环境对500W 转换器至关重要。 使用导线 1、将转换器与24V 电瓶直接,您就可以使用持续功率为400W 的电器。将红色导线上的圆形端子接在转换器/电瓶的正极上,黑色导线上的圆形端子接在负极上。 注意:正/负极接反可能会损坏转换器。因此而造成的损失,不属于保修范围。 2、旋紧接线柱,但不要过紧。 3、将黑色夹子夹在电瓶的负极上。将红色夹子夹在电瓶的正极上。两个夹子连接正确。过松可能会导致电流意外下降,导线过热,从而损坏机器或导致火灾。 4、开启转换器。如果转换器不工作,请检查第三点。 5、用完后,将导线与电瓶分离。 3.使用方法 500W 转换器适用于220V ,持续功率为400W 或小于400W 的电器。交流输出波形为“修正后的正弦波”,是指所使用电源的功能上与正弦波相似。 功率或“瓦数”是指产品的额定功率。产品在启动瞬间,耗电量大于正常工作时间。电视、显示器、电动机在启动时电量达到峰值。尽管500W 转换器可以承受1000W 功率消耗,有时500W 以下的电器峰值功率可能会超过转换器所承受的峰值电流,引发过载保护,电流被关断。同时带动多个电器,可能发生这种情况。如果需要同时使用多个电器,先关闭电器开关,打开转换器开关,然后逐个打开电器开关。应最先开起峰值最高的电器。 显示和控制系统 1.转换器一端有2个AC 输出插座。2个220V/持续功率之和400W 或400W 以下的电器可同时接入。 2.转换器开关开时,有交流电源输出。 3.绿色指示灯(电源指示)工作,表示两个交流插座有交流输出,转换器工作正常。 4.红色指示灯(保护指示)工作,表示因过/欠压/过载/过温,导致转换器关断。 操作: 1.正确连接24V 输出或电瓶,打开开关,绿色指示灯工作,有交流电输出。 2.将电器插入转换器,打开开关,一次插入一个电器。 3.电瓶电量快耗尽时,电流开始下降。当转换器感应到输入电流降到20.4-21.6V 时,报警器发出蜂 鸣声。此时,电脑或其他敏感电器应及时关闭。 4.忽视报警声,转换器将在电流降到18.4-19.6V 时自动关断。这样可以避免电瓶被过充。电源切断后,红色保护指示灯工作。

车载逆变器设计毕业设计

摘要 车载逆变器就是一种能把汽车上12V直流电转化为220V/50Hz 交流电的电子装置,是常用的车用电子用品。在日常生活中逆变器的应用也很广泛,比如笔记本电脑、录像机和一些电动工具等。 本文重点对车载逆变器进行研究。将逆变器分为逆变电路,控制系统和滤波电路三个主要部分。 逆变桥采用三相全桥逆变电路,为了简化整个逆变主电路的设计,逆变电路采用了将IGBT单元;驱动电路;保护电路等结合在一起的IPM。控制系统由控制调节器,矫正环节和时间比例控制及脉冲形成环节构成。 本设计具有灵活方便、适用范围广的特点,基本能够满足实践需求。而且本设计采用高频逆变方式,具有噪声降低、反应速度提高以及电路调整灵活的优点。设计符合逆变电源小型化、轻量化、高频化以及高可靠性、低噪声的发展趋势。 关键词:车载逆变器脉冲调宽保护电路正弦波SG3525A

Abstract 12V DC car inverter can the car into 220V/50Hz AC electronic devices, commonly used in car electronic equipment. Inverter application in daily life is very broad, such as laptop computers, video recorders, and some electric tools. The design of the inverter can be divided into three main parts: the power stage circuit,control system and filtering circuit. Control system consists of PWM generating circuit,compensative circuit,and control regulator. This design has a flexible, applicable to a wide range of features, and can basically meet the practice needs. And the design of high frequency inverter with noise reduction, response speed and the circuit to adjust the flexible advantages. Designed to meet the development trend of miniaturization of the power inverter, lightweight, high-frequency and high reliability, low noise. Keywords:car inverter pulse, width modulated, protection, circuit sine wave, SG3525A

车载逆变器功率选多大合适

车载逆变器功率选多大合适 往往生活当中会经常忽略一些小的问题,小的问题会给我们带来了很大的伤害,所以我们应该多加了解汽车安全用品小知识,只有掌握了这些我们才会更加安全的保护好自己,对我们自身也有安全多了一层保障. 首先要注意看规格,因为配套不同功率的电器设备需要用不同规格的逆变器,因此在选择时要先知道自己是多用在哪些电器上。不然买个40W规格的逆变器,却发现某个汽车电器用品需要100W的电源,启动都成问题了。此外购买车载逆变器,要确认逆变器的各种保护功能,因为汽车电源本身就是不稳定,逆变器没有提供保护功能的话,当电器产品接上逆变器,很容易就会使坏电器。 一般来说,车载逆变器根据输出电流的波形分为两种,一种是方波转换器,一种是正弦波转换器。因为方波逆变器供电不稳定,输出的交流电流质量较差,而且其负载能力差,仅为额定负载的 40-60%,有可能会损坏所使用的电器。所以samasora建议大家尽量选购纯正弦波逆变器或者修正正弦波逆变器。修正正弦波逆变器又叫作准正弦波车载逆变器,因其波形比较接近正弦波,可应用于手机、笔记本电脑、电视机、摄像机、CD机、各种充电器、车用冰箱、游戏机、影碟机等等。 需要注意的是,纯正弦波逆变器和修正正弦波逆变器的价格是不一样的,纯正弦波逆变器属于高端产品,修正正弦波逆变器属于中低端产品。而修正正弦波逆变器的效率高,噪音小,售价适中,因而

已经成为市场中的主流产品。最后在选购车载电源逆变器时,还要注意转换的效率问题。就像大多数的电子产品一样,车载逆变器是存在转换效率的,一般市场上常见的逆变器转换效率都在70%-80%之间。 这些就是我们为大家所了解一介绍的内容,大家一定要仔细去阅读,要想了解更多的车载逆变器会对汽车造成损害吗?我们可以关注,上面有很多车载逆变器的内容。

(完整word版)最常见的车载逆变器电路原理图

最常见的车载逆变器电路原理图见图1。车载逆变器的整个电路大体上可分为两大部分,每部分各采用一只TL494或KA7500芯片组成控制电路,其中第一部分电路的作用是将汽车电瓶等提供的12V直流电,通过高频PWM (脉宽调制)开关电源技术转换成30kHz-50kHz、220V左右的交流电;第二部分电路的作用则是利用桥式整流、滤波、脉宽调制及开关功率输出等技术,将30kHz~50kHz、220V左右的交流电转换成50Hz、220V的交流电。 车载逆变器电路工作原理 图1电路中,由芯片IC1及其外围电路、三极管VT1、VT3、MOS功率管VT2、VT4以及变压器T1组成12V直流变换为220V/50kHz交流的逆变电路。由芯片IC2及其外围电路、三极管VT5、VT8、MOS功率管VT6、VT7、VT9、VT10以及220V/50kHz整流、滤波电路VD5-VD8、C12等共同组成220V/50kHz高频交流电变换为220V/50Hz 工频交流电的转换电路,最后通过XAC插座输出220V /50Hz交流电供各种便携式电器使

用。 图1中IC1、IC2采用了TL494CN(或KA7500C)芯片,构成车载逆变器的核心控制电路。TL494CN是专用的双端式开关电源控制芯片,其尾缀字母CN表示芯片的封装外形为双列直插式塑封结构,工作温度范围为0℃-70℃,极限工作电源电压为7V~40V,最高工作频率为300kHz。 TL494芯片内置有5V基准源,稳压精度为5 V±5%,负载能力为10mA,并通过其14脚进行输出供外部电路使用。TL494芯片还内置2只NPN功率输出管,可提供500mA 的驱动能力。 TL494芯片的内部电路 图1电路中IC1的15脚外围电路的R1、C1组成上电软启动电路。上电时电容C1两端的电压由0V逐步升高,只有当C1两端电压达到5V以上时,才允许IC1内部的脉宽调制电路开始工作。当电源断电后,C1通过电阻R2放电,保证下次上电时的软启动电路正常工作。 IC1的15脚外围电路的R1、Rt、R2组成过热保护电路,Rt为正温度系数热敏电阻,常温阻值可在150 Ω~300Ω范围内任选,适当选大些可提高过热保护电路启动的灵敏度。热敏电阻Rt安装时要紧贴于MOS功率开关管VT2或VT4的金属散热片上,这样才能保证电路的过热保护功能有效。 IC1的15脚的对地电压值U是一个比较重要的参数,图1电路中U≈Vcc×R2÷

车载逆变电源操作说明书

车载逆变电源操作说明书 一、产品概述: 3706N-010车载逆变电源通过一个JF9014C 型的点烟器线束与整车电源相连,将直流电源转换为交流220伏,50赫兹的市电。本产品可广泛应用于各种车辆及其它一些移动设备上为手机、CD 随身听、数码相机、摄像机、笔记本电脑等电器产品提供充电和工作电源。 二、工作条件: 1、输入电压: DC24V 2、输出电压: AC220V 50Hz (修正正弦波) 3、额定功率: 70W 4、工作温度: —40℃~+80℃ 三、功能定义: 四、功能与使用 将车载逆变电源的点烟器线束与整车点烟器插孔连接(中间的一极为正极),打开电源开关,此时应看见绿灯亮(红灯不亮),万用插座输出220伏的交流电。 1、 过载保护 输入电压为额定值,当负载大于额定输出功率的150%时,产品关断输出,同时红灯亮,绿灯灭。 2、输入欠压保护 当输入电压小于20伏时,产品关断输出,同时红灯亮,绿灯灭。 1、接点烟器 插孔 4、万用插座: 输出交流 220V ,50Hz 2、电源开关 3、报警灯 工作正常:绿灯亮 有故障:红灯亮

3、输入过压保护 当输入电压大于30伏时,产品关断输出,同时红灯亮,绿灯灭。 4、输入电压极性保护 如果逆变电源输入的正、负极接反,逆变器能自动保护不引起损坏。 五、注意事项 1、车载逆变电源的点烟器线束应与整车点烟器插孔可靠连接,不得长时间过电压、欠电压和电源极 性反接工作。 2、严禁使用大功率电器如电吹风、电炉等。当产品报警灯红灯亮时,说明有故障应及时修复或联系 售后服务人员。 3、产品在使用时应保持环境通风、散热良好,远离易燃物品。在贮存、保管和运输过程中,应保持 产品平整放置,环境清洁干燥。

车载逆变电源

电力电子技术课程设计 单位:自动化学院 学生姓名:陈建 班级: 0830402 学号: 0435021 指导老师:唐贤伦、罗萍 专业:电气工程与自动化 设计时间: 2007年 7月 重庆邮电大学自动化学院制

目录 一、设计的基本要求 (1) 二、总体方案的确定 (1) 1、总体介绍 (1) 2、经济性好 (2) 三、具体电路设计 (2) 1、系统基本原理 (2) 2、DC/DC变换 (3) 3、DC/AC变换 (5) 4、保护电路设计及调试过程中的一些问题 (7) 5、试验结果及输出波形 (9) 6、功率因素校正 (10) 四、附录 (11) 五、参考文献 (11) 车载逆变电源设计

摘要:本系统是根据无源逆变的实用原理,采用单相全桥逆变电路工作方式,实现把直流电源(12v)转换成交流电源(320V,50HZ),并对负载进行供电。达到的性能要求就是转换出稳定的工频电源,供给给汽车上的一些电器如车灯,音像等使用。 关键字:车载电源逆变保护电路 一、设计的基本要求 在一些交通运载、野外测控、可移动武器装备、工程修理车等设备中都配有不同规格的电源。通常这些设备工作空间狭小,环境恶劣,干扰大。因此对电源的设计要求也很高,除了具有良好的电气性能外,还必须具备体积小、重量轻、成本低、可靠性高、抗干扰强等特点。针对某种移动设备的特定要求,研制了一种简单实用的车载正弦波逆变电源,采用SPWM工作模式,以最简单的硬件配置和最通用的器件构成整个电路。实验证明,该电源具有电路简单、成本低、可靠性高等特点,满足了实际要求。车载逆变器(电源转换器、Power Inverter )是一种能够将DC12V 直流电转换为和市电相同的AC220V 交流电,供一般电器使用,是一种方便的车用电源转换器。车载电源逆变器在国外市场受到普遍欢迎。在国外因汽车的普及率较高,外出工作或外出旅游即可用逆变器连接蓄电池带动电器及各种工具工作。中国进入WTO 后,国内市场私人交通工具越来越多,因此,车载逆变器电源作为在移动中使用的直流变交流的转换器,会给你的生活带来很多的方便,是一种常备的车用汽车电子装具用品。通过点烟器输出的车载逆变器可以是20W 、40W 、80W 、120W 直到150W ,功率规格的。再大一些功率逆变电源200W,300W,400W,500W,600W,700W,800W,1000W,1500W 要通过连接线接到电瓶上。 设计汽车逆变电源,提出了一种低成本的方波逆变电源的基本原理及制作方法;介绍了驱动电路芯片SG3524 和IR2110的使用;设计驱动和保护电路;给出输出电压波形的实验结果。 本文阐述了要求非常高的车载电源的设计及实验过程中的一些特殊问题的解决措施,提出了一些新颖的观点。这些观点对以后的电源设计有一定的借鉴作用。

车载逆变器的使用方法

车载逆变器的使用方法,注意事项和技术支持 什么是车载逆变器、逆变电源? 车载逆变器(电源转换器、 Power Inverter )是一种能够将 DC12V 直流电转换为和市电相同的 AC220V 交流电,供一般电器使用,是一种方便的车用电源转换器。车载电源逆变器在国外市场受到普遍欢迎。在国外因汽车的普及率较高,外出工作或外出旅游即可用逆变器连接蓄电池带动电器及各种工具工作。中国进入 WTO 后,国内市场私人交通工具越来越多,因此,车载逆变器电源作为在移动中使用的直流变交流的转换器,会给你的生活带来很多的方便,是一种常备的车用汽车电子装具用品。通过点烟器输出的车载逆变器可以是 20W 、 40W 、 80W 、 120W 直到 150W ,功率规格的。再大一些功率逆变电源200W,300W,400W,500W,600W,700W,800W,1000W,1500W要通过连接线接到电瓶上。把家用电器连接到电源转换器的输出端就能在汽车内使用各种电器象在家里使用一样方便。可使用的电器有:手机、笔记本电脑、数码摄像机、照像机、照明灯、电动剃须刀、 CD 机、游戏机、掌上电脑、电动工具、车载冰箱及各种旅游、野营、医疗急救电器等。 车载电源转换器的使用知识 首先要选择专业的正规的工厂生产或经销代理的车载逆变器产品。在国内有些用户为图方便将一些 DC 直流电器如:手机充电器、笔记本电脑等在车上不使用自身配的 220V 电源而配上简易转接器直接插到点烟器上,这样是不对的,汽车的电瓶电压不稳,直接取电可能会烧毁电器很不安全而且会大大影响电器使用寿命,因为原厂家供应的 220V 电源是厂家专为其电器设计的,有极好的稳定性。 另外,在购买时要查看车载逆变器是否有各种保护功能,这样才能保证电瓶和外接电器的安全。还要注意车用逆变器的波形,方波的转换器会造成供电不稳定,可能损伤所使用的电器,所以最好选正弦波或修正正弦波形的最新型的车载逆变器。 车载逆变器使用方法 即插即用 1. 把车载逆变器 Power inverter 插入汽车点烟器插座内,转一下使其接触良好,插入时请检查雪茄头与插座之间松紧程度。太松时把插头部的两边弹片张开,然后插入雪茄头插座内

车载逆变器的原理及其选用技巧,车载逆变器使用注意事项

车载逆变器的原理及其选用技巧,车载逆变器使用注意事项 车载逆变器(电源转换器、Power Inverter)是一种能够将DC12V直流电转换为和市电相同的AC220V交流电,供一般电器使用,是一种方便的车用电源转换器。车载电源逆变器在国外市场受到普遍欢迎。在国外因汽车的普及率较高,外出工作或外出旅游即可用逆变器连接蓄电池带动电器及各种工具工作。中国进入WTO 后,国内市场私人交通工具越来越多,因此,车载逆变器电源作为在移动中使用的直流变交流的转换器,会给你的生活带来很多的方便,是一种常备的车用汽车电子装具用品。 近年来,随着国内汽车保有量的不断增加和自驾出游方式的风行,一种新颖的车载电器车载逆变器开始迅速走红,但由于国内车载逆变器市场还属于起步阶段,市场产品良莠不齐,车主们对此也还比较陌生,如何选择一台质量可靠而又使用安全的车载逆变器就成为了广大车主关心的问题。那么,车载逆变器到底是怎样的一种电器,选择时应该注意哪些问题呢? 通俗的说,车载逆变器就是一种能把汽车上的12V(柴油车为24V)直流电转换为家庭里通常使用的220V/50Hz交流电的电子装置,有了它就可以在汽车上使用通常在家庭里才能使用的电器,比如电视机、DVD、冰箱、笔记本电脑、打印机、传真机、游戏机、摄像机、数码相机等设备或对其机内电池进行充电,大功率的逆变器,还可以带动电钻、电热水器、微波炉等大功率电器,在交通发达的欧美国家,车载逆变器早已成为每辆汽车的必备工具。 车载逆变器电路原理图 从输出波形来分,车载逆变器可以分为正弦波输出和方波输出两种。前者输出的是同我们日常使用的电网一样的正弦波交流电,可以适应各种负载,但电路结构比较复杂,体积也较大;后者电路简单,但对负载比较挑剔,不能驱动感性负载。结合两者的优点,目前市售的车载逆变器无一例外都采取了输出模拟正弦波的方案,与方波相比使用效果有所改善,不仅能驱动感性负载,并且具有体积小、重量轻、转换效率高、输出电压稳定、可靠

逆变器原理图_框图

车载逆变器的整个电路大体上可分为两大部分,每部分各采用一只TL494或KA7500芯片组成控制电路,其中第一部分电路的作用是将汽车电瓶等提供的12V直流电,通过高频PWM (脉宽调制)开关电源技术转换成30kHz-50kHz、220V左右的交流电;第二部分电路的作用则是利用桥式整流、滤波、脉宽调制及开关功率输出等技术,将30kHz~50kHz、220V左右的交流电转换成50Hz、220V的交流电。 图1电路中,由芯片IC1及其外围电路、三极管VT1、VT3、MOS功率管VT2、VT4以及变压器T1组成12V直流变换为220V/50kHz交流的逆变电路。由芯片IC2及其外围电路、三极管VT5、VT8、MOS功率管VT6、VT7、VT9、VT10以及220V/50kHz整流、滤波电路VD5-VD8、C12等共同组成220V/50kHz高频交流电变换为220V/50Hz工频交流电的转换电路,最后通过XAC插座输出220V/50Hz交流电供各种便携式电器使用。 图1中IC1、IC2采用了TL494CN(或KA7500C)芯片,构成车载逆变器的核心控制电路。TL494CN是专用的双端式开关电源控制芯片,其尾缀字母CN表示芯片的封装外形为双列直插式塑封结构,工作温度范围为0℃-70℃,极 限工作电源电压为7V~40V,最高工作频率为300kHz。 TL494芯片内置有5V基准源,稳压精度为5 V±5%,负载能力为10mA,并通过其14脚进行输出供外部电路使用。TL494芯片还内置2只NPN

图二

本逆变器输入端为汽车蓄电池(+12V,4.5Ah),输出端为工频方波电压(50Hz,220V)。其系统主电路和控制电路框图如图1所示,采用了典型的二级变换,即DC/DC变换和DC/AC逆变。12V直流电压通过推挽式变换逆变为高频方波,经高频升压变压器升压,再整流滤波得到一个稳定的约320V直流电压;然后再由桥式变换以方波逆变的方式,将稳定的直流电压逆变成有效值稍大于220V的方波电压,以驱动负载。为保证系统的可靠运行,分别采集了DC高压侧电压信号、电流信号及蓄电池电压信号,送入SG3525A,通过调整驱动脉冲的占空比或关断脉冲来 实现电压调节、过流保护及欠压保护等功能。

逆变器使用说明书

车载逆变器用户手册 1、简介 感谢您购买HUASYN系列的逆变器。为了您能舒适、安全的使用本产品,请仔细阅读本说明书,说明书中包含关于本产品的重要信息,请保留此说明书以供以后参考。 HUASYN系列逆变器拥有您所期待的的卓越品质,无论你接在汽车点烟器插孔,还是接在电瓶上,都能直接转换为交流电。它可广泛用于各类家用电器上,让您在商务工作、驾车旅游、停电应急的时候,给您源源不断的动力。 2、产品特性 采用专用智能IC控制逆变器产品,具有非常完善的保护功能和指示功能。采用优质的双面线路板及电子元件,保证产品的高质量,高性能。转换效率高、小巧轻便、适用范围广的特点。 产品示意图: 75W 100W 150W 200W 300W 500W 3、使用说明 a:使用环境 基于安全和性能的考虑,HUASYN系列产品应该在以下环境下使用: 干燥:不能浸水或淋雨

阴凉:环境温度应该在0℃到40℃之间 通风:保持壳体上方5CM内无异物,其它端面通风良好,确认风扇不会在工作过程中不会发生阻塞或障碍(适用于有带风扇的产品),以便防止出现通风不良的情况。 b:操作方法 1、确定所使用的电器功率应小于所使用的逆变器的额定输出功率。 2、当使用设备输出功率小于200W时,将逆变器开关置于关闭位置,然后雪茄头紧密地插入车内点烟器插口,确保雪茄头良好接触。 3、当使用设备输出功率大于200W时,必须通过鳄鱼夹线使用,引线的太阳端子接至逆变器接线柱,颜色应该匹配,引线端为红色的接逆变器上的红色接线柱,引线端为黑色的接逆变器的黑色接线柱;另外一端的鳄鱼夹连接所使用过的电瓶,红色鳄鱼夹接“+”级,黑色鳄鱼夹接“﹣”级)。 4、输入端接好后,打开开关,逆变器指示灯将发亮,表示已经有交流电输出,逆变器便可以开始正常工作。 5、将需要使用的电器插入的逆变器的输出端AC插座或USB接口充电,根据你所使用的设备选择。 6、开启你的电器开关,HUASYN逆变器便可以给你带来源源不断的交流电能。 4、产品规格

车载逆变器哪个牌子好

车载逆变器哪个牌子好 现在生活水平提高了,车子也越来越多了,所以我们应该多加了解汽车,知道汽车安全用品小知识,这样才能更加好的保护我们自己的安全。例如车载逆变器会对汽车造成损害吗以及车载逆变器哪个牌子好, 车载逆变器品牌主要有:DⅣA车载逆变器是广州迪瓦电子科 技有限公司出品该产品分别通过CE,ROHS认证。市场上美国贝尔金,国内上海NFA,上海力友车载逆变器,深圳市BESTEK车载逆变器,广州市普今电子的贝尔特牌车载逆变器等。对车载逆变器不同规格的选购,要主意配套设备的功率大小。选购车载逆变器要注意是纯正弦波车载逆变器还是修正波车载逆变器,这两者主要是按输出电流的波形来分的,价格也是不同的,纯正弦波车载逆变器属于高端,修正波车载逆变器属于低端,纯正弦波车载逆变器,应用范围更广泛。像大多数电子产品一样车载逆变器也存在转换效率问题。市场上常见的在70%-80%之间,有部分可达90%。 首先要注意看规格,因为配套不同功率的电器设备需要用不同规格的逆变器,因此在选择时要先知道自己是多用在哪些电器上。不然买个40W规格的逆变器,却发现某个汽车电器用品需要100W的

电源,启动都成问题了。此外购买车载逆变器,要确认逆变器的各种保护功能,因为汽车电源本身就是不稳定,逆变器没有提供保护功能的话,当电器产品接上逆变器,很容易就会使坏电器。一般来说,车载逆变器根据输出电流的波形分为两种,一种是方波转换器,一种是正弦波转换器。因为方波逆变器供电不稳定,输出的交流电流质量较差,而且其负载能力差,仅为额定负载的40-60%,有可能会损坏所使用的电器。所以samasora建议大家尽量选购纯正弦波逆变器或者修正正弦波逆变器。修正正弦波逆变器又叫作准正弦波车载逆变器,因其波形比较接近正弦波,可应用于手机、笔记本电脑、电视机、摄像机、CD机、各种充电器、车用冰箱、游戏机、影碟机等等。 需要注意的是,纯正弦波逆变器和修正正弦波逆变器的价格是不一样的,纯正弦波逆变器属于高端产品,修正正弦波逆变器属于中低端产品。而修正正弦波逆变器的效率高,噪音小,售价适中,因而已经成为市场中的主流产品。最后在选购车载电源逆变器时,还要注意转换的效率问题。就像大多数的电子产品一样,车载逆变器是存在转换效率的,一般市场上常见的逆变器转换效率都在70%-80%之间。 这些就是我们为大家所了解到的那种,大家一定不要忘记关注他呀,上面有很多车载逆变器的知识。

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