单相车载逆变电源器的设计
车载逆变电源的设计
车载逆变电源的设计摘要本文设计了一款实用的车载逆变器。
该车载逆变器充分运用芯片TL494的固定频率脉冲宽度调制电路及场效应管(N沟道增强型MOSFET)的开关速度快、无二次击穿、热稳定性好的优点而组合设计电路。
该逆变电源的主要组成部分为:DC/DC电路、输入过压保护电路、输出过压保护电路、过热保护电路、DC/AC变换电路、振荡电路、全桥电路。
在工作时的持续输出功率为150W,具有工作正常指示灯、输出过压保护、输入过压保护以及过热保护等功能。
该车载逆变器的制造成本较为低廉,实用性强,可作为多种便携式电器通用的电源。
关键词:逆变电源;过热保护;过压保护;集成电路;振荡频率;脉宽调制1 引言车载逆变器(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、供一般电器使用的车用电源转换器。
车载逆变电源就是将汽车发动机或汽车电瓶上的直流电转换为工频交流电。
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”,但其技术要求低,体积小,电路简单,价格低。
方波逆变器输出的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,其带负载能力差,仅为额定负载的40%-60%,不能带感性负载。
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,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。
150W车载逆变电源设计剖解
150W车载逆变电源设计摘要车载逆变电源是安装于汽车上的一款小型化,安全化的逆变电源,能实现将车上蓄电池发出的12V直流电转换为220V交流电的功能。
方便驾驶者对其他电子设备的充电及应用。
随着经济的发展,汽车的数量也随之上涨,同时车辆上的配套设施的需求量也大大提升。
该文章的主要目的就是希望能设计出一款能实现上述功能的电源转换器,即车载逆变电源。
在该电源电路设计中,我们选用两级转换电路实现。
即先通过将直流电变换为直流电,再将转换后的直流电逆变为交流电,分别采用了推挽正激电路和全桥逆变电路。
与此同时,我们采用了正弦脉宽调制技术,提高了电源的效率,并设计了一些保护电路来使之在使用过程中达到安全可靠。
关键词:逆变电源,推挽正激电路, 全桥逆变电路,正弦脉宽调制技术150W car power inverter designABSTRACTAutomotive power inverter is mounted on a small car, safety of the inverter, to achieve 12V DC car battery conversion issue for 220V AC function. The convenience of motorists charged and application of other electronic devices. With economic development, the number of cars has also risen, while the demand for facilities on the vehicle is also greatly enhanced.The main purpose of this article is to hope to be able to design a power conversion functions described above, namely automotive power inverter.In this power supply circuit design, we use two conversion circuits. That is, first by the direct current is converted into direct current, DC inverter and then converted to alternating current, respectively, with a push-pull forward converter and full-bridge inverter circuit. At the same time, we have adopted a sinusoidal pulse width modulation technology to improve the efficiency of the power, and designed a number of protection circuits to make it in the course to achieve safe and reliable.KEY WORDS: Power Inverter, Push Forward Circuit, Full Bridge Inverter Circuit, Sinusoidal Pulse Width Modulation目录前言 (1)第1章设计的总体目标 (3)1.1设计的要求与指标 (3)1.1.1设计简介 (3)1.1.2设计的性能指标 (3)1.2 电源方案选定 (3)1.2.1 电源结构方案选定 (3)1.2.2 直流转直流变换电路方案选定 (5)1.2.3直流转交流变换电路方案选定 (8)1.3 系统方案选定 (8)第2章主电路的设计 (10)2.1 DC-DC 变换电路 (10)2.1.1运行原理 (10)2.1.2 设计参数 (12)2.1.3 原理图 (15)2.2 DC-AC 变换电路 (16)2.2.1 运行原理 (16)2.2.2 设计参数 (17)2.2.3 原理图 (18)第3章控制电路与保护电路的设计 (19)3.1 SG3525 外围电路及其应用 (19)3.1.1 SG3525 芯片介绍 (19)3.1.2 SG3525 芯片外围电路 (20)3.2 STM8S 芯片介绍及其外围电路 (21)3.2.1 STM8S 芯片介绍 (21)3.2.2 STM8S 芯片外围电路 (23)3.3 基于STM8S 芯片的保护电路设计 (23)3.3.1 STM8S 外围电路引脚功能 (23)3.3.2 STM8S 主要功能介绍 (24)3.3.3 过压欠压保护电路设计 (26)3.3.4 PWM 发波电路设计 (27)3.3.5 SPWM 波原理 (27)第4章电路仿真 (31)4.1 DC-DC 电路仿真 (31)4.2 DC-AC 电路仿真 (31)结论 (32)谢辞 (33)参考文献 (34)附录 (35)外文资料翻译 (44)前言随着经济的高速发展,我们已经进入了一个新的时代--移动互联网时代。
新单相正弦车载电源设计
新单相正弦车载电源设计随着社会的发展,汽车越来越与人们的生活息息相关,而汽车用的直流电压一般为12V,不能为便携式电子设备直接使用。
为此,车载电源(就是把直流12V 电压转换成交流220V/50Hz 电源)的研制日益引起人们的重视。
传统车载电源一般采用逆变器加工频变压器的方案,它存在体积大、效率低等缺陷。
随着新型电力电子器件和电力电子技术的发展,采用高频链的方案来实现无工频变压器的逆变电路,可以很好地解决传统车载电源存在的问题,同时能保证车载电源的输出电压更稳定、更平滑。
1 车载电源电路结构与功能分析车载电源系统如图1 所示。
12V 直流电压经过高频逆变和高频整流,得到一个符合要求的350V 直流电压,该部分的控制信号由TL494 芯片产生。
再经过全桥DC/AC 逆变电路,得到220V/50Hz 交流电压输出。
为保证系统可靠运行,防止主电路对控制电路的干扰,采用主、控电路完全隔离的方法,即驱动信号用光耦隔离,反馈信号用变压器隔离,辅助电源用变压器隔离等。
对于整个系统而言,逆变电路能否正常工作决定了整个系统能否正常运行。
所以,设计的重点在逆变器的控制和检测上。
1.1 SG3525 结构框图和引脚功能系统采用SG3525 来实现SPWM 控制信号的输出,该芯片其引脚及内部框图如图2 所示。
直流电源Vs 从脚15 接入后分两路,一路加到或非门;另一路送到基准电压稳压器的输入端,产生稳定的+5V 基准电压。
+5V 再送到内部(或外部)电路的其它元器件作为电源。
振荡器脚5 须外接电容CT,脚6 须外接电阻RT。
振荡器频率f 由外接电阻RT 和电容CT 决定,f=1.18/RTCT。
逆变桥开关频率定为10kHz,取CT=0.22μF,RT=5kΩ。
振荡器的输出分为两路,一路以时钟脉冲形式送至双稳态触发器及两个或非门;另一路以锯齿波形式送至比较器的同相输入端,比较器的反向输入端接误差放大器的输出。
误差放大器的输出与。
(完整word版)车载逆变电源_毕业设计(word文档良心出品)
大学学士学位论文摘要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;TL494 ;SG3525A;大学学士学位论文ABSTRACTABSTRACTCar inverter is a kind of vehicle that can be converted to 220V/50Hz 12V DC AC electronic device which is commonly used in automotive electronic products. The inverter applications are very broad in the daily life , such as notebook computer, video recorder and electric tools etc.This design is mainly based on switch power supply circuit technology basic knowledge, using two inverter realize inverter design. The main idea uses the TL494 and SG3525A etc chip, the first 12 V dc power boost for 320 V/frequency 50 Hz high frequency alternating current, and rectification of high frequency ac filter will rectifier for high voltage dc and then using sine pulse regulation law, through the output pulse control switch tube conduction. Finally after LC industrial frequency filter and the corresponding input/output protection circuits, stable output prospective sine wave, used for load.The design is flexible and convenient, apply a wide range of features, can basically meet the demand of practice. Besides the design uses the high frequency inverter, with noise reduction, response speed and adjust the advantages of flexible circuit. Finally the design conforms to the power supply miniaturization, lightweight, high frequency and high reliability, low noise trend.Key words: car invert ;pulse width modulation;circuit protection;TL494; SG3525A ;大学学士学位论文目录目录1 绪论 (1)1.1 车载逆变器及其发展 (1)1.2 逆变电源技术的发展 (2)1.3 逆变电源的发展趋势 (5)2 设计总体目标 (7)2.1 设计要求及系统指标 (7)2.2 总体方案的选取 (8)3 整体电路设计 (11)3.1 逆变电源整体框图 (11)3.2 脉宽调制技术及其原理 (13)3.3 正弦波脉宽调制技术 (18)4 逆变电源主要集成芯片外围电路及其功能简介 (21)4.1 TL494外围电路及其应用 (21)4.2 SG3525A外围电路及其应用 (23)4.3 ICL8038外围电路及其应用 (28)4.4 IR2110外围电路及其应用.................................315 逆变电源单元电路设计 (35)5.1 DC/DC变换电路 (35)5.2 DC/AC变换电路 (36)5.3 输入过压保护电路.......................................38 5.4 输入欠压保护电路.......................................38 5.5 过热保护电路...........................................39大学学士学位论文目录5.6 输出过压保护电路......................................40 5.7 输出过流保护电路.....................................41 致谢词.............................................43 参考文献...........................................44 附录...............................................46 附录一外文翻译..........................................46 附录二逆变电源原理图....................................631 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。
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。
(完整版)(整理)车载逆变电源的设计
精品文档电力电子技术课程设计报告车载逆变电源的设计----------指导教师:----------学生:----------学号:----------专业:----------班级:----------设计日期:--------------------学院2012年12月精品文档课程设计指导教师评定成绩表指导教师评定成绩:指导教师签名:年月日自动化学院2010级自动化专业电力电子技术课程设计任务书一、课程设计的教学目的和任务电力电子技术是研究利用电力电子器件、电路理论和控制技术,实现对电能的控制、变换和传输的科学,其在电力、工业、交通、通信、航空航天等很多领域具有广泛的应用。
电力电子技术不但本身是一项高新技术,而且还是其它多项高新技术发展的基础。
因此,提高学生的电力电子领域综合设计和综合应用能力是教学计划中必不可少的重要一环。
通过电力电子技术的课程设计达到以下几个目的:1、培养学生文献检索的能力,特别是如何利用Intel网检索需要的文献资料。
2、培养学生综合分析问题、发现问题和解决问题的能力。
3、培养学生运用知识的能力和工程设计的能力。
4、提高学生的电力电子装置分析和设计能力。
5、提高学生课程设计报告撰写水平。
二、课程设计的基本要求1. 教师确定方向,在教师的指导下,学生自立题目注意事项:①所立题目必须是某一电力电子装置或电路的设计,题目难度和工作量要适应在一周内完成,题目要结合工程实际。
学生也可以选择规定题目方向外的其他电力电子装置设计,如开关电源、镇流器、UPS电源等,但不允许选择其他班题目方向的内容设计(复合变换除外)。
②通过图书馆和Intel网广泛检索和阅读自己要设计的题目方向的文献资料,确定适应自己的课程设计题目。
自立题目后,首先要明确自己课程设计的设计内容。
要给出所要设计装置(或电路)的主要技术数据(如输入技术数据,输出技术数据,装置容量的大小以及装置要具有哪些功能)。
如:直流电动机调压调速可控整流电源设计首先阐述清楚调压调速可控整流电源要完成的功能然后给出主要技术数据输入交流电源:三相380V 10% f=50Hz直流输出电压:0~220V50~220V范围内,直流输出电流额定值100A直流输出电流连续的最小值为10A设计内容:整流电路的选择(方案的论证)整流变压器额定参数的计算晶闸管电流、电压额定的选择平波电抗器电感值的计算(主要参数计算)保护电路的设计触发电路的设计2. 在整个设计中要注意培养灵活运用所学的电力电子技术知识和创造性的思维方式以及创造能力。
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 。
一种基于TVS管的车载逆变电源设计
一种基于TVS管的车载逆变电源设计崔保春;王立鹏;文迪;马思远;刘孟茹;刘小朋【摘要】针对车载逆变电源在充电过程中可能会发生的瞬变过电压现象,设计了一款基于TVS的小型车载逆变电源.该逆变电源前级采用DC-DC推挽正激电路将12 V直流小电压升压为360 V左右的直流高压,后级采用DC-AC全桥逆变电路将输入的直流高压逆变为220 V/50 Hz正弦交流电压.整个电路由主电路、控制电路、检测电路、辅助电路组成.介绍了车载逆变电源的工作原理,研究了TVS管结合推挽正激电路在抑制浪涌现象发挥的作用,提出了使用TVS管结合该逆变器进行保护的方案.同时,利用saber仿真软件对输出电压进行仿真和比较,并搭载了实验模型进行验证,对车载逆变电源实施了有效的保护.%In view of the possible transient overvoltage phenomenon during the recharging of vehicle-mounted inversive power supply,a small vehicle-mounted inversive power supply based on TVS diode was designed. The DC-DC push-pull forward cir-cuit is adopted at the first stage of the inverter power supply to make the low DC voltage of 12 V rise to the high DC voltage of about 360 V. The DC-AC full-bridge inverter circuit is adopoted at the second stage to make the input high DC voltage inverted to the sinusoidal AC voltage of 220 V/50 Hz. The whole circuit is constituted of main circuit,control circuit,detection circuit and auxiliary circuit. The working principle of the vehicle-mounted inverter power supply is introduced. The effect of TVS diode combined with push-pull forward circuit on surge suppression is researched. A protection scheme of using TVS diode combined with the inverter is proposed. The Saber simulation software is adopted for simulation and comparison of theoutput voltage. The experimental model is built for verification. The vehicle-mounted inverter power supply is effectively protected.【期刊名称】《现代电子技术》【年(卷),期】2018(041)002【总页数】4页(P95-98)【关键词】车载逆变器;变压器;TVS;saber;波形计算器;PWM【作者】崔保春;王立鹏;文迪;马思远;刘孟茹;刘小朋【作者单位】山东科技大学电气与自动化工程学院,山东青岛266590;山东科技大学电气与自动化工程学院,山东青岛266590;山东科技大学电气与自动化工程学院,山东青岛266590;山东科技大学电气与自动化工程学院,山东青岛266590;山东科技大学电气与自动化工程学院,山东青岛266590;山东科技大学电气与自动化工程学院,山东青岛266590【正文语种】中文【中图分类】TN86-34;TD86随着时代的进步和发展,私家车普及率越来越高。
基于单片机单相车载逆变电源设计
基于单片机单相车载逆变电源设计Abstract:The design of a single-phase car-mounted inverter power supply based on a single-chip microcomputer is presented in this paper. The article analyzes the system requirements and design principle of the inverter power supply in detail. The system adopts a single-chip microcomputer as the core controller, and a power MOS tube as the switching device. By adjusting the pulse width modulation signal of the single-chip microcomputer, the DC voltage output by the car battery is converted into a stable AC voltage.Keywords:Single-phase inverter power supply; single-chip microcomputer; pulse width modulation; car-mounted applicationIntroduction:With the rapid development of automobile technology, more and more car electronics have been developed, which need AC power supply. However, the power supply of the onboard equipment is mainly provided by the car battery, which only provides DC voltage output. In order to meet the AC power supply needs of onboard equipment, an inverter power supply is required. Moreover, with the miniaturization of the car body, it is increasingly difficult to add a large-capacity generator to provide the required AC power supply. Therefore, it is necessary to design a small and efficient inverter power supply that can be easily installed in a car.The principle of an inverter power supply is to convert DC voltage into AC voltage. The conversion process needs touse a switching device to switch the DC voltage, and then use a filter circuit to filter the switching signal to obtain the stable output voltage. The conversion process requiresprecise control, and the single-chip microcomputer is anideal control device in the process of converting DC voltage into AC voltage. The pulse width modulation (PWM) technology of the single-chip microcomputer can effectively control the output voltage.Design and Implementation:The system block diagram of the inverter power supply based on the single-chip microcomputer is shown in Figure 1, including four parts: power supply unit, control unit, drive unit and switching unit.Power supply unit: This unit converts the input DC voltage (car battery) into a stable DC voltage for thecontrol unit and the drive unit. The DC voltage is filteredby a filter capacitor to remove the AC component and obtain a DC voltage.Control unit: This unit consists of a single-chip microcomputer, which is used to control the switching unit by generating a PWM signal. The single-chip microcomputer also provides feedback control of the inverter output voltage, which ensures the stable operation of the inverter power supply.Drive unit: This unit is composed of a driver circuit and an isolation transformer. The driver circuit is used to provide PWM signals to the switching unit. The isolation transformer is used to isolate the drive circuit and the switching circuit to ensure the safety of the system.Switching unit: This unit is composed of power MOS tubes,which is used to switch the DC voltage to obtain a stable AC voltage.The switching unit of the system is shown in Figure 2.It uses two power MOS tubes as switching devices, which convert the DC voltage input into a square wave signal. The square wave signal is filtered by the output transformer and then output as an AC voltage.Conclusions:In this paper, a single-phase car-mounted inverter power supply based on a single-chip microcomputer is designed. Through the analysis of the system requirements and design principle, the system adopts a single-chip microcomputer as the core controller, and uses power MOS tubes as the switching device to convert the DC voltage output by the car battery into a stable AC voltage. The control of the inverter power supply is realized by adjusting the PWM signal using the single-chip microcomputer. The experimental results show that the designed system has stable output performance and is suitable for car-mounted applications.。
单相逆变器设计范文
单相逆变器设计范文首先,单相逆变器的设计需要考虑以下几个方面:输出电压波形、输出功率、效率和保护措施。
1.输出电压波形:单相逆变器的输出电压波形应尽可能接近正弦波,以保证输出电能的质量。
常见的设计方法包括:方波逆变器、脉宽调制(PWM)逆变器和多脉泽调制(MPPT)逆变器。
其中,PWM逆变器是最常用的设计方法,通过高频开关器件的开关控制实现。
2.输出功率:逆变器的输出功率决定了其应用范围。
在设计单相逆变器时,需根据具体需求选择适当的功率等级。
输出功率主要受限于逆变器的开关器件和电路拓扑结构。
常用的逆变器拓扑结构有单相桥式逆变器、双半桥逆变器、全桥逆变器等。
选择适合的拓扑结构能提高逆变器的功率密度和转换效率。
3.效率:逆变器的效率对于能量转换非常重要,可以通过优化设计和控制算法来提高效率。
有效的设计方法包括:降低开关器件的导通和开通损耗、降低电路的额定电流和电压降以减少传导损耗等。
此外,合理的散热设计和抑制电磁干扰也能提高逆变器的效率。
4.保护措施:逆变器的保护措施是确保其正常运行和安全性的重要组成部分。
常见的保护措施包括:过电流保护、过温保护、短路保护、过压保护等。
通过添加适当的保护电路和控制算法,可以有效防止逆变器受损或损坏。
设计单相逆变器需要一定的电力电子知识和设计经验。
下面提供一个基本的单相逆变器设计流程作为参考:1.确定输出功率和电压:根据应用需求确定单相逆变器的输出功率和电压等级。
2.选择逆变器拓扑结构:选择适合的逆变器拓扑结构,并进行电路分析和计算。
常见的逆变器拓扑结构包括全桥逆变器和单相桥式逆变器。
3.选择开关器件:根据输出功率和电压确定合适的开关器件,如功率MOSFET、IGBT等。
考虑开关器件的导通和开通特性,以及损耗和成本等因素。
4.控制电路设计:设计适当的控制电路和算法,实现逆变器的开关控制。
常见的控制方法包括PWM调制、电流控制和电压控制等。
5.散热设计:根据逆变器的功率密度和工作条件设计散热系统,确保逆变器在长时间工作时的温度控制和散热效果。
基于EGS002的车载逆变器设计
基于 EGS002的车载逆变器设计[摘要] 本文用EGS002作为核心器件,设计出了一款以直流电压为12V的电源的车载逆变模块。
主要包含BOOST升压模块、单极控制逆变模块、辅助电源模块、滤波模块组成,分别介绍了车用逆变电源各模块的原理及其拓扑结构。
根据实验测试结果显示,这款车载逆变器,可以将输入的低压直流电转换为电气设备需要的工频交流电输出,一般是220V、50Hz的交流电压。
本模块设计的转化的效率高达95%甚至更高,输出电压的波形比较稳定,总谐波失真较小,工作性能牢靠。
此外,本次设计的车载逆变模块还能够防止过压、防止过流、防止过热等问题。
关键词:单相逆变 EGS002 车载逆变器高效率目录引言 3一、系统结构与原理介绍 41.1系统结构 41.2升压电路原理 41.3 SPWM调制原理 5二、硬件电路设计 62.1逆变电路 62.2控制电路 62.2.1BOOST控制电路 62.2.2逆变控制电路 72.3辅助电源 7三、实验结果 7四、结论 8参考文献 8引言由于社会在不断进步,科技在不断发展,我们现如今所进入的“移动互联网”时代,与我们的生活休戚相关。
作为原始的步行工具,汽车通过不断的发展和完善,已经能够取代原来的“家”的概念。
目前,许多车主的“车与家的融合”概念越来越明显,即“车上装有许多电子产品,常用的有电视、车载冰箱、音箱系统等”。
到目前为止,生活中经常用的电器产品,其供电除了用电池、电池供电的低压DC外,还可以用到经转换后得到的220V交流电源。
而这款车载逆变器[1],就是将你输入的12V直流电压转换为家里的电气设备可以使用的工频交流电,电压、频率的参数分别为220V和50Hz,是一款安全可靠且使用方便的车用电源转换器。
作为一种用于汽车或家用的电源转换器,其性能非常重要。
它可能不仅会影响到电器和车辆电路的安全和它的使用寿命,与使用者的人生安全也有着紧密的联系。
因此,研制出一款高性能、安全、方便的汽车逆变器,不仅实用价值高而且未来前景广阔。
车载逆变器电源的设计与制作
车载逆变器电源的设计与制作现在汽车越来越普及,需要一款经济小巧的车载逆变电源来满足旅游外出时的各种用电需求。
本文中的设计将汽车电瓶输出的12V直流电转化为220V/50HZ的交流电,以满足国内大部分低功率用电器的使用要求。
文中是以PWM脉宽调制技术为基础,用SG3525A和CD4069芯片产生方波信号,以实现直流到交流的转变关键词:逆变电源,脉宽调制,SG3525A,CD4069主电路的设计1.1 设计要求及系统指标设计车载逆变器的主要目的是满足车上或户外一些主要用电器的用电需求,要求小型、轻便、廉价,不要求大功率和标准的输出波形,所以设计的主要思想是结构简单,小巧轻便,成本较低。
为了不影响汽车的正常工作,应实现输入输出的隔离,还要尽可能提高电源的转化效率。
所以设计要求为将汽车电瓶输出的12V直流电转化为220V/50Hz交流电,电瓶限流15A,所以最大功率180W,用变压器实现电气隔离,输出为准正弦波或方波。
1.2 总体方案的选取1.1.1 方案比较方案一,基于工频变压器的逆变电源。
文氏振荡器产生50Hz震荡,经推动级调制直流电压,并用工频变压器进行电压放大。
方案二,基于升压式(Boost)电路的电压逆变。
用Boost电路将12V升压到510V,再用50Hz信号进行调制成交流输出。
方案三,基于中频逆变的逆变电源。
第一级采用DC/DC变换,将直流低压通过脉宽调制和中频变压器升成直流高压,第二级DC/AC变换,将直流变为50Hz交流。
1.1.2 方案选择方案一的工频变压器笨重,占用体积大,不符合小巧轻便的制作要求。
方案二将12V 升为510V 的Boost 电路制作难度大,对元器件性能要求高,所以舍弃。
方案三基本符合设计要求。
前级采用推挽式升压电路,推挽变换开关管电压是电源电压的两倍,适合低电压电源;后级采用全桥逆变电路,输出电压是半桥电路的两倍,减小了开关管电流应力。
1.3 逆变电源原理框图主电路如图1.1,首先将直流电压经开关调制成中频交流电,经推挽输出变 图 1.1 逆变电源原理框图成高压,再整流成直流高压,经全桥逆变电路,变换成220V/50Hz 电压,最后可以滤波成准正弦波输出。
300W单相逆变电源的设计与实现
第18卷 第4期Vol 118 No 14北京印刷学院学报Journal of Beijing I nstitute of Graphic Communicati on 2010年8月Aug 12010 收稿日期:2010202210基金项目:北京市教委资助项目(K M200910015012);北京市属高等学校人才强教计划资助项目300W 单相逆变电源的设计与实现续明进(北京印刷学院,北京 102600)摘 要:设计了一种单相交流逆变电源装置,主要包括低压直流升压斩波电路和单相桥式逆变电路。
给出了主电路参数和控制电路设计方法。
实验结果表明,该电源具有输出稳定、效率高、成本低等优点,达到了设计要求。
关键词:逆变器;升压斩波;SP WM 中图分类号:T N86文献标识码:A文章编号:100428626(2010)0420053203The D esi gn of 300W S i n gle 2Pha seI nverter Power SupplyXU M ing 2jin(Beijng I nstitute of Graphic Communicati on,Beijing 102600,China )Abstract:The design of a single 2phase inverter power supp ly is p resented in the paper,the syste m consists of the DC step up chopper and single 2phase full 2bridge inverter .The contr ol system and para meter design are intr oduced .The experi m ental results verify that the power supp ly has merits of highly accu 2rate steady out put,high efficiency,and l ow cost .Key words:inverter;step up chopper;SP WM在小功率的光伏发电系统与风力发电系统、车载电源等多种应用场合中,蓄电池作为主要的装置,起到电能的储存作用,并能连续平稳地向负载供电。
单相正弦波逆变电源设计原理
单相正弦波逆变电源设计原理首先,交流输入滤波电路用于将输入的交流电进行滤波,以降低输入电压的纹波和噪音。
一般采用电容器和电感器的组合,形成LC滤波网络。
电容器能够通过充电和放电来平滑输出电压,电感器则能够抑制高频噪音的传播,从而实现低纹波电压输出。
其次,逆变电路是实现直流电源到交流电源转换的关键部分。
典型的逆变电路包括全桥逆变电路和半桥逆变电路。
全桥逆变电路由四个开关元件(MOSFET或IGBT)和四个二极管组成,通过控制开关元件的通断状态,实现对输出电压的控制。
进而可以实现正弦波形的输出。
半桥逆变电路与全桥逆变电路类似,只是使用两个开关元件和两个二极管。
最后,控制电路用于控制逆变电路中开关元件的开关状态和频率,使得输出电压与输入电压一致。
控制电路一般由微控制器或专用控制芯片实现,通过采集输入电压和输出电压的信息,经过处理后控制开关元件的动作。
其中,开关元件的开关频率可以通过改变控制信号的频率来实现。
此外,还需要考虑过电流保护、过温保护等电路设计,以保证逆变电源的稳定和安全运行。
在实际设计中,需要根据具体需求选择合适的元器件和参数,如开关元件的功率、并联电容的容值、电感器的电感值等。
同时,还需要结合电路板的布局和散热设计,以确保逆变电源的工作效率和可靠性。
总结起来,单相正弦波逆变电源设计的原理主要包括交流输入滤波电路、逆变电路和控制电路。
通过滤波、逆变和控制,实现将直流电源转换为交流电源,并输出正弦波形。
设计时需要考虑元器件选择、参数设计和电路布局等因素,以保证逆变电源的稳定和可靠运行。
单相正弦波逆变电源设计原理
单相正弦波逆变电源设计原理+电路+程序目录1.系统设计 (4)1.1设计要求 (4)1.2总体设计方案 (4)1.2.1设计思路 (4)1.2.2方案论证与比较 (5)1.2.3系统组成 (8)2.主要单元硬件电路设计 (9)2.1DC-DC变换器控制电路的设计 (9)2.2DC-AC电路的设计 (10)2.3 SPWM波的实现 (10)2.4 真有效值转换电路的设计 (11)2.5 保护电路的设计 (12)2.5.1 过流保护电路的设计 (12)2.5.2 空载保护电路的设计 (13)2.5.3 浪涌短路保护电路的设计 (14)2.5.4 电流检测电路的设计 (15)2.6 死区时间控制电路的设计 (15)2.7 辅助电源一的设计 (15)2.8 辅助电源二的设计 (15)2.9 高频变压器的绕制 (17)2.10 低通滤波器的设计 (18)3.软件设计 (18)3.1 AD转换电路的设计 (18)3.2液晶显示电路的设计 (19)4.系统测试 (20)14.1测试使用的仪器 (20)4.2指标测试和测试结果 (21)4.3结果分析 (24)5.结论 (25)参考文献 (25)附录1 使用说明 (25)附录2 主要元器件清单 (25)附录3 电路原理图及印制板图 (28)附录4 程序清单 (39)21.系统设计1.1设计要求制作车载通信设备用单相正弦波逆变电源,输入单路12V直流,输出220V/50Hz。
满载时输出功率大于100W,效率不小于80%,具备过流保护和负载短路保护等功能。
1.2总体设计方案1.2.1设计思路题目要求设计一个车载通信设备用单相正弦波逆变电源,输出电压波形为正弦波。
设计中主电路采用电气隔离、DC-DC-AC的技术,控制部分采用SPWM(正弦脉宽调制)技术,利用对逆变原件电力MOSFET的驱动脉冲控制,使输出获得交流正弦波的稳压电源。
1.2.2方案论证与比较⑴ DC-DC变换器的方案论证与选择方案一:推挽式DC-DC变换器。
车载逆变电源的设计
车载逆变电源的设计
车载逆变电源是一种能够将汽车直流电源转换成交流电源的电子设备。
下面是车载逆变电源的设计要点:
1. 车载逆变电源的输入电压范围通常为12V-24V,因此设计时要确保电路在这个范围内工作稳定。
2. 使用高效的开关电源设计,以确保能够在尽可能小的体积中输出足够大的功率。
3. 适当选择逆变电路拓扑结构,常用的有全桥式逆变、半桥式逆变和谐振式逆变等。
4. 选用高速开关和大功率低电阻MOSFET管,以提高转换效率和减小损耗。
5. 对输出电压进行稳压控制,以满足不同负载的需求。
6. 考虑安全性,加入过温、过电流、过压、短路等保护电路,确保车载逆变电源具有可靠性和稳定性。
7. 对辐射干扰问题应该加以评估,确保符合电磁兼容性规范。
8. 做好散热设计,使得整体温升不过高,保证设备长期稳定工作。
9. 设计时需要结合实际需要,如输出电压、输出电流、输出功率等等因素进行分析,并对部分元器件进行优化,以提高设计的性价比。
以上是车载逆变电源的设计要点,需要根据实际情况进行针对性的设计。
单相逆变电源毕业设计
2011届毕业设计任务书一、课题名称:500W单相逆变电源二、指导教师:三、设计内容与要求1、课题概述单相逆变电源是将直流电逆变成单相交流电,可将车载蓄电池逆变成交流电为用电器提供交流电,也可作为计算机的UPS电源。
该单相逆变电源先将直流电通过输入逆变电路逆变成交流电,然后用高频变压器升压;升压后的交流电整流后再通过输出逆变电路进行SPWM调节,使输出为工频220V正弦波电压。
输入逆变电路控制采用专用芯片,输出逆变电路SPWM控制及逆变电源的各种保护采用单片机控制。
当蓄电池的电压过高或过低时逆变电源将停止工作并灯光指示报警,保护逆变电源和蓄电池;当蓄电池的电压在正常范围内波动时,输出电压不变;当输出电流过大时,单片机将停止SPWM输出,保护电源的器件。
2、设计内容与要求设计内容:(1)逆变电源的输入逆变主电路的设计;(2)逆变电源的输出逆变主电路的设计;(3)MOSFET器件的选择及驱动与保护电路设计;(4)PWM控制电路的设计;(5)电流及电压检测电路;(6)单片机控制电路及程序编写(流程图);(7)其它辅助保护功能等设计。
设计要求:(1)画出系统各环节电路图;(2)系统各环节的原理介绍;(3)系统各环节的元件参数计算及选择;(4)元件明细表;(5)程序流程图。
四、设计参考书1、《新型半导体器件及其应用实例》电子工业出版社2、《现代逆变技术及其应用》科学出版社3、《新型开关电源设计与应用》科学出版社4、《电子变压器手册》辽宁科学技术出版社5、《半导体变流技术》机械工业出版社6、《电力电子设备设计和应用手册》机械工业出版社7、《基于C语言编程MCS-51单片机原理及应用》清华大学版社8、《自动检测技术》湖南铁道职业技术学院9、相关网站五、设计说明书要求1、封面2、目录3、内容摘要(200~400字左右,中英文)4、引言5、正文(设计方案比较与选择,设计方案原理、计算、分析、论证,设计结果的说明及特点)6、结束语7、附录(参考文献、图纸、材料清单等)六、毕业设计进程安排(小四、宋体)1~2周:布置任务,弄懂设计要求及原理。
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毕业设计(论文)题目单相车载逆变电源的设计学院电气与电子工程学院专业班级电气工程及其自动化120311 学号20122059姓名杨勇指导教师薛鹏二〇一六年六月八日摘要本设计是基于单片机STC而设计的正弦波逆变电源。
额定输入电压为12V的直流电,输出为50Hz/220V的交流电。
额定输出功率为300W。
设计了全方位的保护电路。
包含了可以根据温度来控制散热风扇的开启。
实现了输入低压、过压的关断功能。
当输入的电压过低时,停止逆变,可以防止损坏蓄电池,当输入的电压过高时,停止逆变,可以防止损坏芯片。
拥有输入防反接功能,当输入正负极接错时,关断输入与后级电路的连接,不会烧坏芯片或蓄电池。
采用了一个液晶屏来显示输出的电压,输出频率等信息。
采用了两个发光二极管来指示工作状态。
采用了一个蜂鸣器,当产生错误时,发出蜂鸣报警。
输出的交流电为标准的正弦波,而不是方波或修正波,可以实现更宽范围的带负载能力。
根据测试,转换效率在85%以上,输出稳定,达到了良好的实验效果。
关键词:单片机逆变电源正弦波反接保护Design of vehicle mounted inverterAbstractThe design is based on STC microcontroller designed for pure sine wave inverter. Rated input voltage of 12V DC, output is 50Hz, 220V AC. Rated output power of 300W. Designed a full range of protection circuits. Can be included to control the temperature on the cooling fan. Achieve a input voltage, overvoltage shutdown function. When the input voltage is too low, the inverter is stopped, to prevent damage to the battery, when the input voltage is too high, the inverter is stopped to prevent damage to the chip. Has the input anti-reverse function when the input is negative then the wrong time, and after the shutdown input stage circuit connections will not burn chips or batteries. Uses a liquid crystal screen to display the output voltage, output frequency and other information. Uses two light emitting diodes to indicate the operating status. Uses a buzzer when an error occurs, the alarm beeps. The standard AC output sine wave, rather than a square wave or modified wave, a wider range can be achieved with a load capacity. According to the test, the conversion efficiency of more than 85%, stable output, to achieve a good experimental results.Keywords: MCU Inverter Sine wave reverse polarity protection目录摘要 (I)Abstract (Ⅱ)第一章绪论 (1)1.1 论文选题背景 (1)1.2 研究意义及目的 (2)1.3 国内外逆变技术现状 (3)1.4 目前存在的逆变方式以及逆变电路结构 (4)1.5 主要内容 (6)第二章工作原理 (7)2.1 逆变电路的基本工作原理 (7)2.1.1 换流方式 (7)2.1.2 全桥逆变电路 (9)2.2 SPWM逆变器的工作原理 (10)2.2.1 单双极性SPWM法 (11)2.2.2 SPWM的控制方法 (12)2.3 小结 (16)第三章硬件设计 (17)3.1 主控制器 (18)3.2 DC-DC模块的设计 (18)3.2.1 PWM脉冲产生电路 (19)3.2.2 变压器的设计 (20)3.2.3 输出整流电路的设计 (21)3.3 DC-AC模块的设计 (21)3.3.1 SPWM波驱动隔离的设计 (21)3.3.2 开关电路的设计 (23)3.3.3 LC滤波电路设计 (23)3.4 保护模块的设计 (24)3.4.1 温度保护的设计 (24)3.4.2 输入保护的设计 (25)3.4.3 输出保护的设计 (26)3.5 小结 (27)第四章系统的软件设计 (28)4.1 开发环境介绍 (28)4.2 系统总流程图 (30)4.3 SPWM程序设计 (30)4.5 增量型控制算法的实现 (35)4.6 小结 (36)第五章实验结果及分析 (37)5.1 实验结果 (37)5.2 总结 (38)致谢 (39)参考文献 (40)附录系统原理图 (42)第一章绪论1.1论文选题背景电源设备广泛应用于科学研究、经济建设、国防设施及人民生活等各个方面,是电子设备和机电设备的基础,它与国民经济各个部门相关,在工农业生产中应用得最为广泛。
可以说,凡是涉及电子和电工技术的一切领域都要用到电源设备,它不仅提供优质电能,还对科学技术的发展产生巨大的影响,例如由于超小型、高效率的高频开关电源的出现,促进了航空航天和舰船技术的发展;不间断电源(UPS)的研制成功大大提高了计算机、通信、导航、医疗等设备的可靠性;脉冲电源广泛应用于电焊、电镀等行业,节省了大量的电能和原材料。
从而可以看出电源技术的研究对国民经济的发展具有重大意义[1-3]。
电源分为三大类:1)把其他能量转换成电能,例如水力、火力、风力及核能发电等,一般称这种电源为一次电源(即供电电源,俗称电网或市电)。
2)电能传输过程中,在供电电源和负载之间对电能进行变换或稳定处理,一般称这种电源为二次电源(即对已有的电源进行控制)。
3)平时把能量以某种形式储存起来,使用时再变成电能供给负载,典型的器件就是人们常见的各种蓄电池,一般称此为化学电源。
其中,二次电源起着很重要的作用。
二次电源,就是把输入电源(由电网、蓄电池或燃油发电机供电等)变换成在电压、电流、频率、波形及在稳定性、可靠性(含电磁兼容、绝缘散热、不间断供电)等方面符合要求的电能供给负载,这是目前应用最广泛的电源技术领域,主要研究如何利用电子技术对电功率进行变换及控制,它广泛运用电磁技术、电子技术、计算机技术和材料技术等学科理论,具有较强的综合性。
本课题所做的电源即属于此类。
现如今随着自行车的被淘汰,当今汽车已经成为人们主流的代步工具,许多先进的设备应用到汽车上,伴随着时代的发展,人们对汽车电子产品的需求越来越多:除了常见的车载DVD音响系统外,车载电视,车载冰箱,笔记本电脑等电器产品也成为人们的需求。
目前常见的电器产品除了可用电池供电外,更多的需要220V/50Hz的交流电供电。
为了将12V的蓄电池电压转换成220V/50Hz的交流电以供常见电器产品用,车载逆变电源已成为必不可少的车用能量转换设备。
在国外汽车的数量较多,车载逆变电源受到了普遍欢迎,将车载逆变电源与汽车点烟器或蓄电池连接后,就可以直接给车载电器产品供电。
车载逆变电源除了适用于车载系统外,存在12V直流电压且要求220V/50Hz交流电输出的场合均可以使用。
当今世界面对严重的能源紧缺问题,社会的发展需要充足的能源来维系。
太阳能、波浪能等可再生能源在本世纪得到开发利用,成为社会能源的重要组成部分。
为了利用太阳能、波浪能等能源,直线发电机担任着机电能量转换的角色,然而直线发电机输出交流电压的谐波含量较大且浮动范围较宽,必须经过整流逆变装置处理后才能并网或供其他用电设备使用,该系统中逆变电源是必不可少的组成部分。
光伏发电系统主要由太阳能光电池组、充电控制器、蓄电池组和逆变电源组成,太阳能电池阵列通过充电控制器给蓄电池充电,逆变电源把直流电压转换成工频交流电之后并网或供其他电器产品使用[4]。
这对汽车的车载电源是一个很大的考验。
随着人们生活水平的提高,人们对一些电子产品的稳定性要求也越来越高,影响电子产品的稳定性的一个最大的外部因素就是输入的电源信号,如果电源信号不稳定那么电子产品基本就没有什么稳定性,这就对车载移动电源有了更高的要求。
当今搭载柴油和汽油的汽车所配备的车载电源有相当一部分很落后,采用的基本上是七十年代八十年代以分立元件为基础的模拟控制系统,这样的电源系统不仅有分立元件的温度漂移,容易老化,适应环境能力有限,而且在维护方面工作量很大,电源系统调节能力较差。
这就要求我们研发一种新型高效的逆变器。
1.2研究意义及目的由于电子逆变技术的迅猛发展,各种各样的功率器件的不断涌现,使得车载电源逆变器越来越小型化,越来越高效率。
电子产品随处可见。
现在,汽车已经不单单是一个机动车辆供人们出行使用方便,更加成为一个智能化的汽车[5-7]。
作为一款在汽车上使用的逆变电源,我们从以下几个方面来考虑。
一方面,从安全性能考虑由于它是在汽车中由车主使用的电源转换设备,不仅关系到汽车和电子产品的安全,还关系到人的生命安全。
因此在电路设计时,我们要设计相应的保护电路,从而确保该电源设备的高可靠性和安全性。
另一方面,从空间角度考虑,由于汽车上空间有限,逆变电源也通常存储在一个很小的密闭容器中。
因此在电源设计时,我们需要减少电路的复杂性,从而确保该电源设备的小型化。
车载逆变电源的研制不仅仅可以解决汽车上电子产品的电源问题,同时还可以在只要有12V 直流电源的场合下使用。
比如说,在光伏并网发电技术中,逆变电源可以将太阳能电池板或蓄电池转换为供我们使用的能源,从而减少能源污染等或者给用电困难的地区带来极大的生活的便利,而逆变电源作为其技术含量较高的关键部件,其研制可开发是非常具有意义的。
在国外,由于家家户户基本上都有车,汽车覆盖面很广且电子产品的种类使用繁多,故车载逆变电源在国外是受到人们的热烈欢迎。