2012届车载逆变电源毕业设计
毕业设计(论文)-车载稳压逆变电源的电路设计
摘要汽车由最原始的代步方式转变为生活必需品，现在又开始由生活必需品向享受生活的层面过渡了，有车族在户外需要使用的电子设备越来越多，例如汽车音响、车用DVD、车用冰箱、手提电脑、手机充电器和各种电源适配器。
在发达国家车载逆变电源是每辆车必须具备的。
据统计，国内配备这种转换器的车辆还不足20%，加之每年汽车销售量居高不下，因而电源转换器在国内有很大的市场前景。
车载逆变电源（又叫电源转换器）可以把汽车蓄电池的12V/24V 直流电转变为大多数电器所需要的220V交流电。
功率开关把输入的直流电压转变成脉宽调制交流电压，然后利用推挽逆变器和高频变压器把交流电压升高，再用全波整流交流电压转换成直流，最后由全桥变换器把高压直流逆变成所需交流电。
电源转换器可作为移动交流电源在车辆、船舶上使用，也适合与太阳能电池配合使用，能够方便地为这些电器设备提供交流电。
[1]本文首先介绍逆变技术的概念和分类，在详细讲解了SPWM控制原理，接着在对逆变技术中开关器件的选择及控制策略的简介，最后通过对TL494芯片的学习设计了一款车载稳压逆变电源[2]。
关键词：逆变器 SPWM TL494ABSTRACTCar travel by the most primitive way into necessities, and now start from the basic necessities of life to enjoy the level of the transition, and car owners to use in the outdoors more and more electronic devices, such as car stereos, car DVD, car with a refrigerator, laptop computer, cell phone charger and a variety of power adapters. In developed countries, car inverter power supply is per vehicle must have. According to statistics, domestic vehicles equipped with this converter is less than 20%, coupled with high annual vehicle sales, so the power adapter in the country have great market prospects.Car inverter (also known as power converter) can change car battery 12V/24V DC required for most electrical 220V AC. Power switch to the input DC voltage into AC voltage pulse width modulation, and then use push-pull inverter and high frequency transformer to AC pressure is increased, then full-wave rectified AC voltage into a DC, and finally by the full-bridge converter to the required high voltage direct current into alternating current reverse. Power converters can be used as mobile AC power supply in vehicles, ships use, also suitable for use with solar cells and can easily provide AC power to these electrical equipment.This paper introduces the concept and classification of inverter technology, explained in detail SPWM control theory, then inverter technology in the choice of switching devices and control strategy briefing, the final study by TL494 chip designed a car regulator inverter.Key Words: Inverter，PWM，TL494目录摘要---------------------------------------------------------------------------------------------------------------- I ABSTRACT ------------------------------------------------------------------------------------------------------ I I 目录 --------------------------------------------------------------------------------------------------------------- I V 第一章绪论 ------------------------------------------------------------------------------------------------------ 61.1 逆变器及其发展--------------------------------------------------------------------------------------------- 62.1PWM控制原理----------------------------------------------------------------------------------------------- 7 2.1.1 PWM概述------------------------------------------------------------------------------------------------ 72.2.1PWM波形的基本原理 ---------------------------------------------------------------------------------- 8第二章方案论证------------------------------------------------------------------------------------------------ 102.1方案一 -------------------------------------------------------------------------------------------------------10 2.2方案二 -------------------------------------------------------------------------------------------------------- 11 2.3方案三 -------------------------------------------------------------------------------------------------------122.4方案确立 ----------------------------------------------------------------------------------------------------13第三章系统总体设计 ---------------------------------------------------------------------------------------- 14第四章稳压逆变电源的电路设计 ------------------------------------------------------------------------- 15 4.1脉宽调制器芯片TL494的工作原理 ------------------------------------------------------------------154.1.1TL494的内部结构和工作原理 ------------------------------------------------------------------ 154.1.2 TL494的引脚说明--------------------------------------------------------------------------------- 17 4.2过热保护电路 -----------------------------------------------------------------------------------------------18 4.3过压保护电路 -----------------------------------------------------------------------------------------------19 4.4电路保护维持电路 -----------------------------------------------------------------------------------------20 4.5震荡电路外围电路 -----------------------------------------------------------------------------------------21 4.6逆变电路外围电路 -----------------------------------------------------------------------------------------22 4.7整流滤波电路-----------------------------------------------------------------------------------------------23 4.8功率放大电路 -----------------------------------------------------------------------------------------------234.9EI33磁芯的选择--------------------------------------------------------------------------------------------244.9.1 面积乘积法 ---------------------------------------------------------------------------------------- 244.9.2几何尺寸参数法 ----------------------------------------------------------------------------------- 26 4.10元器件参数 ------------------------------------------------------------------------------------------------27第五章调试实物 ---------------------------------------------------------------------------------------------- 285.1调试前的准备 -----------------------------------------------------------------------------------------------28 5.2调试的过程 --------------------------------------------------------------------------------------------------28第六章总结 ---------------------------------------------------------------------------------------------------- 29参考文献 --------------------------------------------------------------------------------------------------------- 30致谢 --------------------------------------------------------------------------------------------------------------- 31第一章绪论1.1 逆变器及其发展今年来，电力电子技术发展迅猛，逆变电源广泛应用于日常生活、计算机、邮电通信、电力系统和航空航天等领域[3]。
《大功率车载逆变电源的设计开题报告1700字》
开题报告
二、国内外研究现状
目前市场上常用的车载逆变器按功率等级大致可以分为75W、100W、150W、30W、500W、800W、1000W、1500W、2000W、2500W等规格。
车载逆变器的输入为汽车点烟器或者蓄电池，一般汽车点烟器10A左右的电流，故点烟器输出的功率约为150W。
对于功率等级小于150W的车载逆变器可以直接由点烟器供电，大于150W功率等级时需要直接从车载蓄电池供电，否则会因为过流烧毁汽车配件及保险丝。
随着车上使用电器种类的增多，对车载逆变器的容量提出了更高的要求，小功率150W及以下规格的车载逆变器已经不能满足人们的需求，中大功率的车载逆变器是今后的发展趋势[1]。
目前市场上所使用的车载逆变器一般是先升压再逆变
三、研究内容及拟解决的关键问题
1、设计内容：设计宽输入、高增益、大功率车载逆变电源。
（1）分析当前可行的主电路拓扑和控制方案，选择电路拓扑和控制方案。
（2）计算主电路主要元器件参数。
（3）完成控制电路的硬件电路设计和软件设计。
（4）通过仿真实验对理论分析进行验证。
2、设计要求：
（1）输入电压为：DC18V-36V
（2）输出电压：AC220V
（3）额定输出功率：3kW
（4）谐波畸变率:<3%
3、关键问题：
（1）前级ＤＣ／ＤＣ变换器需满足宽输入电压范围内的稳定输出；
（2）ＤＣ／ＤＣ变换器需要有髙升压比，可以满足逆变所需３６０Ｖ－３８０。
车载逆变电源毕业设计
车载逆变电源毕业设计车载逆变电源毕业设计近年来，随着汽车行业的快速发展，车载电子设备的应用也越来越广泛。
而车载逆变电源作为车载电子设备的核心部件之一，其重要性不言而喻。
本文将探讨车载逆变电源的毕业设计，以期为相关领域的研究者提供一些参考和启发。
首先，我们需要明确车载逆变电源的作用和需求。
车载逆变电源主要用于将汽车电池的直流电转换为交流电，以供车载电子设备使用。
在设计车载逆变电源时，我们需要考虑以下几个方面的需求：1. 输出功率和电压范围：不同的车载电子设备对功率和电压的需求是不同的。
因此，车载逆变电源的设计应该能够满足不同设备的需求，并具备一定的输出功率和电压范围。
2. 效率和稳定性：车载逆变电源的效率和稳定性对于车载电子设备的正常运行至关重要。
高效率的设计可以减少能源浪费，提高车辆的燃油经济性。
而稳定的输出电压可以保证设备的正常工作，避免因电压波动而引起的故障。
3. 尺寸和重量：由于车载空间有限，车载逆变电源的尺寸和重量也是需要考虑的因素。
设计师需要在保证性能的前提下，尽量减小尺寸和重量，以便更好地适应车辆的空间限制。
基于以上需求，我们可以开始设计车载逆变电源。
在设计过程中，我们可以采用以下几个步骤：1. 选择逆变拓扑结构：逆变拓扑结构是车载逆变电源设计的基础，不同的拓扑结构具有不同的特点和适用范围。
常见的逆变拓扑结构包括全桥逆变器、半桥逆变器和单相逆变器等。
根据需求和实际情况，选择合适的逆变拓扑结构是设计的第一步。
2. 选择电子元器件：在设计车载逆变电源时，我们需要选择合适的电子元器件，包括功率开关器件、滤波电感、电容等。
这些元器件的选择应考虑到功率、效率、可靠性和成本等因素。
3. 控制策略设计：车载逆变电源的控制策略直接影响其性能和稳定性。
在设计过程中，我们需要选择合适的控制策略，如PWM调制、电流控制等，以实现稳定的输出和高效率的转换。
4. 效率和稳定性优化：在设计完成后，我们可以通过一些优化措施来提高车载逆变电源的效率和稳定性。
车载电源逆变器课程设计
车载电源逆变器课程设计一、课程目标知识目标：1. 学生能理解车载电源逆变器的基础知识，掌握其工作原理和关键组成部分。
2. 学生能掌握车载电源逆变器在汽车电路中的应用及其重要性。
3. 学生能了解不同类型的车载电源逆变器及其特点。
技能目标：1. 学生能够运用所学知识，分析并设计简单的车载电源逆变器电路。
2. 学生能够通过实际操作，正确连接和使用车载电源逆变器。
3. 学生能够运用相关工具和设备，进行车载电源逆变器的简单故障排查和维修。
情感态度价值观目标：1. 培养学生对电子技术的兴趣，激发他们探索新技术的热情。
2. 培养学生团队合作意识，学会在实践操作中相互协作和沟通。
3. 培养学生安全意识，让他们认识到在使用车载电源逆变器时遵守操作规程的重要性。
分析课程性质、学生特点和教学要求，本课程旨在让学生在掌握车载电源逆变器相关知识的基础上，培养实际操作能力，提高学生的实践技能和创新能力。
通过课程学习，使学生能够将理论知识与实际应用相结合，为未来从事电子技术领域工作打下坚实基础。
同时，注重培养学生的安全意识、团队合作精神和探索精神，使其成为具有全面发展的人才。
二、教学内容1. 车载电源逆变器基础知识：- 逆变器定义、分类及工作原理- 车载电源逆变器在汽车电路中的作用- 车载电源逆变器的关键组成部分及其功能2. 车载电源逆变器电路分析与设计：- 逆变器电路的基本结构- 常见车载电源逆变器电路分析- 车载电源逆变器电路设计原理与步骤3. 车载电源逆变器应用与操作：- 车载电源逆变器在汽车电路中的应用案例- 车载电源逆变器的正确操作方法- 车载电源逆变器使用注意事项及故障排查4. 实践教学环节：- 车载电源逆变器电路搭建与调试- 车载电源逆变器实际操作训练- 故障排查与维修实践根据课程目标，教学内容分为车载电源逆变器基础知识、电路分析与设计、应用与操作以及实践教学环节。
在教学过程中，按照以下进度安排教学内容：1. 基础知识（1课时）2. 电路分析与设计（2课时）3. 应用与操作（1课时）4. 实践教学环节（2课时）教学内容与教材章节相对应，确保科学性和系统性。
车载逆变电源设计 论文
郑州工业安全职业学院毕业论文（设计）题目：车载逆变电源设计姓名孟小鹏系别信息工程系专业电气技术班级 08电气指导教师左明鑫2011年05 月04 日目录前言 (4)第一章车载电源具体电路设计 (6)1.1 车载电源的主电路设计 (6)1.2 DC/DC转换的设计 (7)1.3 DC/AC变换的设计 (9)第二章控制电路的设计 (11)2.1 驱动电路设计 (11)2.1.1 IGBT驱动电路要求 (11)2.1.2 EXB841芯片 (11)2.2 PWM控制器的设计 (12)2.3 PWM 信号的产生 (17)第三章保护电路的设计 (18)3.1 过流保护 (18)3.2 蓄电池的欠压保护 (18)3.3过热保护 (19)3.4 LED显示与报警蜂鸣 (20)第四章调试与运行结果 (21)第五章设计心得 (22)第六章致谢 (23)参考文献 (24)附录1 车载电源电路图 (26)附录2 元件参数 (27)摘要载逆变电源是可以把汽蓄电池12V直流电转变为大多数电器所需要的220V交流电，本次设计是将12V直流电源通过两个IGBT的导通和关断将输入的直流电压转变成脉宽调制交流电压，也就是把12V直流通过TL494PWM控制器变为12V脉冲输出接着利高频变压器把交流电压升高为360V左右。
再用全波整流交流电压转换成直流高压电压320V，再利用开关管组成的全桥变换器把高压直流320V的逆变所需交流电220V，方波电压最后再经过LC 工频滤波得到有效值为220V/50HZ的交流电供负载使用。
其中设计了对开关管的驱动电路，本次设计采用富士集团的EXB系类驱动IGBT的工作，通过控制IGBT等的通断时间来实现本次的设计DC/DC升压，DC/AC的逆变。
该设计应用开关电源电路技术有关知识，涉及到模拟集成电路。
电源集成电路充分应用了TL494/SG3525的固定频率脉冲宽度调制电路。
因此本次的模块设计主要包括DC\DC高频升压逆变转换模块、整流滤波AC/DC逆变桥模块、欠压保护、过流保护、过热保护等部分组成。
车载逆变电源的设计及仿真毕业设计
目前市场上常见的车载逆变器按功率等级大致可以分为75W、100W、150W、300W、500W、800W、1000W、1500W、2000W、2500W等规格。车载逆变器的输入为汽车点烟器或蓄电池，一般汽车点烟器10A左右的电流，故点烟器输出的功率约为150W。对于功率等级小于150W的车载逆变器可以直接由点烟器供电，大于150W功率等级时需直接从车载蓄电池供电，否则会因过流烧毁汽车配件及保险丝。随着车上使用的电器种类增多，对车载逆变器的容量提出了更高的要求，小功率150W及以下规格的车载逆变器已经不能满足人们需求，中大功率的车载逆变器是今后的发展趋势。车载逆变器所带的负载通常为以下几类：第一类：整流性负载，如笔记本电脑、各种充电器、组合式音响、数码相机、打印机、游戏机、影碟机、移动DVD；第二类：电阻性负载，如小型电热器具，电热杯等；第三类：感性负载，车载冰箱、照明灯、电转等电动机型的电器。车载逆变器按输出电压波形主要可以分为两种：方波和正弦波。方波逆变结构简单，控制方便，但方波逆变输出电压谐波含量高，同时带负载能力较差且对使用电器寿命影响较大。随着负载增大，方波中包含的三次谐波分量使负载电流容性分量增加，严重时会损耗逆变器输出滤波电容。最初采用简易的多谐振荡器制作的车载方波逆变器，输出功率小，带负载能力差，已逐步被市场淘汰。近年来提出了准正弦波逆变(即修正正弦波)，可以带电阻和整流桥负载，满足了日常大部分电子产品的要求，效率较高，最高效率约为90％，价格适中，是当前市场的主流产品。但是准正弦波其本质是带死区时间的方波，仍然不能满足车载冰箱、日光灯、电风等感性负载的要求。一些精密的设备和感性负载类的电器必须要正弦波供电才能工作，否则，轻则电器设备不能正常工作，重则造成损坏用电设备或大大缩短车载逆变器的寿命。正弦波逆变，弥补了方波逆变的不足，适合任何类型的负载，但是控制相对复杂，效率较低，因此高效率正弦波车载逆变器日益成为一种需求。[2]综上所述，作为车载电源转换器，针对其特定的应用场合，必须具有满足以下几个方面的要求：
车载逆变电路课程设计
车载逆变电路课程设计一、课程目标知识目标：1. 理解车载逆变电路的基本工作原理，掌握其关键元件的功能和特点；2. 学会分析车载逆变电路的电路图，并能进行简单电路的计算；3. 掌握车载逆变电路在实际应用中的性能要求及其在新能源汽车中的作用。
技能目标：1. 能够运用所学知识，设计并搭建简单的车载逆变电路；2. 学会使用相关仪器设备对车载逆变电路进行性能测试，并能分析测试结果；3. 提高团队协作能力，通过小组讨论和实验，解决车载逆变电路设计与实施中的问题。
情感态度价值观目标：1. 培养学生对新能源汽车及车载逆变电路的兴趣，提高学习的积极性和主动性；2. 培养学生具备良好的实验操作习惯和安全意识，尊重事实，严谨求实；3. 增强学生的环保意识，认识到新能源汽车在可持续发展中的重要性。
本课程针对高年级学生，结合学科特点，注重理论与实践相结合，旨在提高学生运用所学知识解决实际问题的能力。
课程要求学生在理解车载逆变电路基本原理的基础上，通过动手实践，培养创新意识和实际操作技能，同时注重培养学生的团队协作能力和情感态度价值观。
通过本课程的学习，使学生能够达到课程目标，并为后续相关课程的学习打下坚实基础。
二、教学内容1. 车载逆变电路基本原理：包括逆变器的定义、工作原理、关键元件介绍（如IGBT、MOSFET等），以及车载逆变电路的应用场景。
教材章节：第一章 车载逆变电路概述2. 车载逆变电路的设计方法：介绍车载逆变电路的设计步骤，包括电路拓扑的选择、元件参数的计算、控制策略的设计等。
教材章节：第二章 车载逆变电路设计方法3. 车载逆变电路的仿真与实验：利用相关软件（如MATLAB/Simulink）进行车载逆变电路的仿真分析，通过实验验证设计方案的可行性。
教材章节：第三章 车载逆变电路仿真与实验4. 车载逆变电路的性能测试与分析：学习性能测试方法，对实际搭建的车载逆变电路进行测试，分析测试结果，并提出优化方案。
教材章节：第四章 车载逆变电路性能测试与分析5. 车载逆变电路在实际应用中的案例分析：分析新能源汽车中车载逆变电路的应用实例，探讨其发展趋势。
车载逆变电源设计
关键词 ： 车载逆变器 ； 脉 冲调宽 ； 正弦波； Ｔ Ｌ ４ ９ ４ ； Ｓ Ｇ３ ５ ２ ５ Ａ
３ ， Ｑ１ 和Ｑ ２的基极分别接 Ｔ Ｉ Ａ９ ４的两个内置 晶体管 的发射极 。 中心 车载逆变 电源按输 出来分主要分两类 ， 一类是修正正弦波逆变 器件变压器变压器 Ｔ １ ， 实现电压 由 １ ２ Ｖ脉冲电压 转变为 ３ ２ ０ Ｖ脉冲 器 和纯方波逆变器 ， 另 一类是正 弦波逆变器。正弦波逆变器提供高 电压 。 此脉 冲电压经过整流滤波 电路变成 ３ ２ ０ Ｖ高压直流 电压 。 变压 质量 的交流 电， 能够带动任何种类 的负载 ， 但技术要求 和成本均 高。 器 Ｔ １ 的工作频率选为 ５ ０ Ｋ Ｈｚ 左右 。电路正常时 ，Ｔ Ｉ Ａ９ ４的两个 内 准正弦波逆变器可 以满足我们 大部分的用电需求 ， 效率 高 ， 噪音小 ， 置晶体管交替导通 ，导致 图中晶体管 Ｑ １ 、 Ｑ ２的基 极也 因此而交替 导通 ， Ｑ ３和 Ｑ ４也交替 导通 ， 这 样使变压器工作在 推挽 状态 ， Ｑ ３和 售价适 中， 因而成 为市场 中的主流产品。 ２ 主 要 元件 及 外 围 电路 Ｑ ４以频 率为 ５ ０ Ｋ Ｈ ｚ 交替导通 ， 使变压器的初级输入端有 ５ ０ Ｋ Ｈ ｚ的 ２ ． １ Ｔ Ｌ ４ ９ ４外 围电路 交流电。当 Ｑ１ 导通时 ， 场效 应管 Ｑ ３因为栅 极无 正偏压而截止 ， 而 ２ 截止 ， 导致场效应管 Ｑ ４栅极有正偏压而导通 。当 Ｑ１ 导通 ５ ０ Ｈ Ｚ脉 冲产生芯片 Ｔ Ｉ Ａ９ ４外围电路 如 １图所示 ：１ ５ 脚 为芯片 此时 Ｑ Ｔ Ｉ Ａ９ ４的反相输入端 ， １ ６为同相输入端 ， 电路正常情况下 ｌ ５ 脚 电压 时 ， Ｑ ２截止 ， 场效应 管 Ｑ ３因为栅极无 正偏 压而截止 ， 而此时 Ｑ ２截 应略高于 １ ６脚 电压才能保证误差比较 器 Ｉ Ｉ 的输出为低 电平 ，才 能 止 ， 导致场效应管 Ｑ ４栅极有正偏压而导通。 且 交替 导通 时其峰值 电 ２ Ｖ，即产生 了 １ ２ Ｖ ￣０ Ｋ Ｈ ｚ 的交 流电。极性 电容 ｃ ３滤去 １ ２ Ｖ 使芯片 内两个三极管正常工作 。 因为芯片 内置 ５ Ｖ基准 电压源 ， 负载 压 为 １ 能力为 １ ０ ｍＡ 。所以 １ ５脚 电压 应 高 于 ５ Ｖ。过 热保 护 的 Ｒ ４ ２为 直 流 中的交 流 成分 ，降 低输 入 干扰 ［ １ ４ ］ 。滤 波 电容 ｃ １可 取 为 ２ ０ ０ ｕ Ｆ 。整流滤波电路由四只整流二极管和一个滤波电容 组成 。四 ２ ０ ０ ｌ － Ｉ ，则 １ ５ 脚 的电压为 ６ ． ２ ２ Ｖ大于 １ ６ 脚 电压 。１ ４ 脚输 出基准 电 ２ ３ 一Ｄ ６接成 电桥 的形式 ， 称单 相桥式整 流电路。在 压， 因为推挽 电路 为双 端输 出， 故将输 出控 制端 １ ３脚与 １ ４脚连在 只整 流二极管 Ｄ 起。 １ ２ 脚为 电源端 ， 接外部 １ ２ Ｖ电压 。 ８ 、 １ １ 脚末级三极管集 电极 ， 桥式整流 电路 中， 电容 ｃ ４滤去了电路 中的交流成分 ， 此处滤波取值 ０ ｕ Ｆ 。 此处亦接外接 电源 。９ 、 １ ０引脚用于输 出 ５ ０ Ｋ的脉 冲控制开关管。７ 为 １ 脚 为接地端 ， ５ 、 ６ 脚外接震荡 电阻和 电容用于控制输出脉冲频率 。４ 脚 为死 区控制端其上加 ０ — ３ ． ３ Ｖ电压时 ， 可使 截止时间从 ２ ％线性变 化到 １ ０ ０ ％， 本设计中用于实现输入 的过压保护和欠压保护 。
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兰州工业高等专科学校毕业设计说明书(论文)设计(论文)题目: 车载逆变电源设计专业: 电气自动化技术班级: 电自09-1学号: **************: ******: ***二〇一一年十二月二十日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。
本设计主要基于开关电源电路技术等基础知识，采用二次逆变实现逆变器的设计。
主要思路是：运用TL494以及SG3525A等芯片,先将12V直流电源升压为320V/50Hz的高频交流电，再经过整流滤波将高频交流电整流为高压直流电，然后采用正弦波脉冲调制法，通过输出脉冲控制开关管的导通。
最后经过LC工频滤波及相应的输入输出保护电路后，输出稳定的准正弦波，供负载使用。
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TL494 SG3525A目录摘要 (Ⅱ)1 绪论........................................................... 错误!未定义书签。
1.1 车载逆变器及其发展.................................. 错误!未定义书签。
1.2 逆变电源技术的发展概况 (4)1.3 逆变电源的发展趋势.................................. 错误!未定义书签。
2 设计总体目标 (6)2.1 设计要求及系统指标 (6)2.2 总体方案的选取 (6)2.2.1 方案比较 (6)2.2.2 方案论证 (6)2.2.3 方案选择............................................ 错误!未定义书签。
3 整体电路设计 (8)3.1 逆变电源整体框图 (8)3.2 脉宽调制技术及其原理 (11)3.2.1 PWM控制的基本原理 (11)3.2.2 PWM逆变电路 (12)3.3 正弦波脉宽调制技术的实现方法 (14)3.3.1 软件生成法 (15)3.3.2 硬件调制法 (15)4 逆变电源元器件特性及各部分电路设计 (17)4.1 逆变电源主要分立元件及其应用 (17)4.1.1 场效应管 (17)4.1.2 稳压管 (17)4.1.3 与门 (18)4.1.4 变压器 (19)4.1.5 电流互感器 (20)4.2 逆变电源主要集成芯片及其功能简介 (21)4.2.1 TL494及其应用 (21)4.2.2 SG3525A及其应用 (22)4.2.3 ICL8038简介及其应用 (26)4.2.4 IR2110简介及其应用 (27)4.3 各芯片外围电路及其参数的计算 (29)4.3.1 ICL8038外围电路 (29)4.3.2 TL494外围电路 (30)4.3.3 SG3525A外围电路 (31)4.3.4 IR2110外围电路 (33)4.4 各变换电路设计 (34)4.4.1 DC/DC变换电路 (34)4.4.2 DC/AC变换电路 (35)4.5 逆变电源保护电路及其参数的计算 (37)4.5.1 输入过压保护电路 (37)4.5.2 输入欠压保护电路 (37)4.5.3 过热保护电路 (38)4.5.4 输出过压保护电路 (39)4.5.5 输出过流保护电路 (40)5结论 (41)致谢 (42)参考文献 (43)附录 (44)附录1 元器件清单 (44)附录2 逆变电源原理图 (45)1 绪论1.1车载逆变器及其发展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。
按照输出波形来分，车载逆变电源可分为正弦波输出和方波输出两种。
前者可提供不间断的高质量交流电，可适应任何负载，但其技术要求及成本高，电路结构比较复杂。
后者提供的交流电的质量较差，且带载能力差，不能接“感性负载”。
虽有较多的缺点，但是其技术要求低，体积小，电路简单，价格低。
车载逆变电源按输出来分主要分两类，一类是修正正弦波逆变器和纯方波逆变器，另一类是正弦波逆变器。
纯方波逆变器输出的则是质量较差的方波交流电，其正向最大值到负向最大值几乎在同时产生，这样，对负载和逆变器本身造成剧烈的不稳定影响。
同时，其负载能力差，仅为额定负载的40%－60%，不能带感性负载[1]。
如所带的负载过大，方波电流中包含的三次谐波成分将使流入负载中的容性电流增大，严重时会损坏负载的电源滤波电容[2]，方波逆变器的制作方法采用简易的多谐振荡器，其技术属于50年代的水平，将逐渐退出市场。
针对上述缺点，近年来出现了准正弦波（或称改良正弦波、修正正弦波、模拟正弦波等等）逆变器，其输出波形从正向最大值到负向最大值之间有一个时间间隔，使用效果有所改善，但准正弦波的波形仍然是由折线组成，属于方波范畴，连续性不好。
总括来说，正弦波逆变器提供高质量的交流电，能够带动任何种类的负载，但技术要求和成本均高。
准正弦波逆变器可以满足我们大部分的用电需求，效率高，噪音小，售价适中，因而成为市场中的主流产品1.2 逆变电源技术的发展概况逆变电源出现于电力电子技术飞速发展的20世纪60年代，逆变电源的发展是和电力电子器件的发展联系在一起的，器件的发展带动着逆变电源的发展。
最初的逆变电源采用晶闸管(SCR)作为逆变器的开关器件，称为可控硅逆变电源。
由于SCR是一种没有自关断能力的器件，因此必须通过增加换流电路来强迫关断SCR，SCR的换流电路限制了逆变电源的进一步发展。
随着半导体制造技术和变流技术的发展，自关断的电力电子器件脱颖而出，相继出现了电力晶体管(GTR)、可关断晶闸管(GTO)、功率场效应晶体管(MOSFET)、绝缘栅双极型晶体管(IGBT)等等。
自关断器件在逆变器中的应用大大提高了逆变电源的性能。
由于自关断器件的使用，使得开关频率得以提高。
从而逆变桥输出电压中低次谐波的频率比较高，使输出滤波器的尺寸得以减小，而且对非线性负载的适应性得以提高。
最初，对于采用全控型器件的逆变电源在控制上普遍采用带输出电压有效值或平均值反馈的PWM控制技术，其输出电压的稳定是通过输出电压有效值或平均值反馈控制的方法实现的。
采用输出电压有效值或平均值反馈控制的方法具有结构简单、容易实现的优点，但存在以下缺点：①对非线性负载的适应性不强；②死区时间的存在将使PWM波中含有不易滤掉的低次谐波，使输出电压出现波形畸变；③动态特性不好，负载突变时输出电压调整时间长。
为了克服单一电压有效值或平均值反馈控制方法的不足，实时反馈控制技术获得应用，它是近十年来发展起来的新型电源控制技术，目前仍在不断地完善和发展之中，实时反馈控制技术的采用使逆变电源的性能有了质的飞跃。
实时反馈控制技术多种多样，主要有以下几种：(1)谐波补偿控制当逆变电源的负载为整流负载时，由于负载电流中含有大量谐波，谐波电流在逆变电源内阻上的压降致使逆变电源输出电压波形畸变，谐波补偿控制可以较好地解决这一问题，其是在逆变桥输出PWM波中加入特定的谐波，抵消负载电流中的谐波对输出电压波形的影响，减小输出电压的波形畸变。
目前这种方法只能由高速的数字信号处理器来实现。
(2)无差拍控制1959年，Kalman首次提出了状态变量的无差拍控制理论。
1985年，Gokhale 在PESC年会上提出将无差拍控制应用于逆变器控制。
逆变器的无差拍控制才引起了广泛的重视。
无差拍控制是一种基于微机实现的控制方法。
这种控制方法根据逆变电源系统的状态方程和输出反馈信号来推算下一个采样周期的开关时间，使输出电压在每个采样点上与给定信号相等。
无差拍控制的缺点是算法比较复杂，实现起来不太容易，它对系统模型的准确性要求较高，对负载大小的变化及负载的性质变化比较敏感，当负载大小变化及负载的性质变化时不易获得理想的正弦波输出。
(3)重复控制为了消除非线性负载对逆变器输出的影响，在UPS逆变器控制中引入了重复控制技术。
Haneyoshi及Kawamura等人首先在PWM逆变器中采用重复控制消除周期性畸变。
后来，邹应屿等人进一步完善了逆变器的重复控制理论，给出了一种重复控制器的设计方法，提出了自适应重复控制的理论。
重复控制是一种基于内模原理的控制方法，它将一个基波周期的偏差存储起来，用于下一个基波周期的控制，经过几个基波周期的重复可达到很高的控制精度。
在这种控制方法中，加到控制对象的输入信号除偏差信号外，还迭加了一个“过去的控制偏差”，这个“过去的控制偏差”是上一个基波周期中的控制偏差，把上一个基波周期的偏差反映到现在和“现在的偏差”一起加到控制对象进行控制，这种控制方式，偏差好像在被重复使用，所以称为重复控制。
它的突出特点是稳态特性好，控制鲁棒性强。
但重复控制的控制实时性差，动态响应速度慢。
因此，重复控制一般都不单独使用来完成逆变器的控制，而是与其它控制方式相结合，共同来提高整个系统的性能。
(4)滑模变结构控制滑模变结构控制理论起于20世纪50年代，它最显著的特点是对参数变动和外部扰动不敏感，因此非常适用于闭环反馈控制的电能变换器。
早期的滑模变结构控制器采用模拟电路实现，广泛应用于电力拖动系统中。
20世纪90年代中后期。
台湾的邹应屿和香港大学的L．K．Wang等人将离散滑模变结构控制理论应用到UPS 逆变器中，获得了良好的控制效果。
滑模变结构控制实质上是一种非连续的开关控制方法，它强迫系统的跟踪误差及其导数运行于相平面的一条固定的滑模曲线上，与系统参数变动及外部扰动无关，因此系统有极强的鲁棒性。
但是，就波形跟踪质量来说，滑模控制不及重复控制和无差拍控制。
(5)单一的电压瞬时值反馈控制这种控制方法的基本思想是把输出电压的瞬时反馈值与给定正弦波进行比较，用瞬时偏差作为控制量，对逆变桥输出PWM波进行动态调节。
和传统PWM控制方法相比，由于该方法能对PWM波进行动态调整，故系统的快速性、抗扰性、对非线性负载的适应性、输出电压的波形品质等都比传统PWM控制方法有所提高。
这种方法的缺点是系统的稳定性不好，特别是空载时，输出电压容易振荡。
系统的稳定性问题限制了电压调节器增益的提高，因而输出电压的波形品质还不是很好。
(6)带电流内环的电压瞬时值反馈控制带电流内环的电压瞬时值反馈控制方法是在单一的电压瞬时值反馈控制方法的基础上发展而来的。