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：。

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

变电源技术的研究》、陆原著《基于工频变压器的独立逆变电源设计》、康冰著《高性能全数字化车载逆变电源》、丁成伟著《一种实用的车载逆变器的设计》、邓嘉著《基于PIC单片机车载逆变电源逆变器的研究》、黄靖著《基于PIC单片机的纯正弦车载逆变电源设计》、李政著《一种低成本的车载逆变电源》、孟庆云著《一种简单实用的车载正弦波逆变电源》。

（三）WWW(world wide web)检索

主要利用百度和GOOGLE搜索引擎，在搜索引擎中输入“车载逆变电源”，主要找到以下文献：

1、赵建武著《单相SPWM逆变电源仿真设计》，访问地址：

/view/0480824ac850ad02de804124.html

2、龚文杨，王辉著《基于单片机与SPWM控制的应急电源逆变电路设计》，

访问地址：/app/power/201105/83392.htm

3、黄靖著《基于PIC单片机的纯争先车载逆变电源设计》，访问地址：

/view/57ce1ec6bb4cf7ec4bfed005.html?from=relate d

三、文献简介

笔者在通过各种方式所检索到的资料中，重点研读了袁义生、龚昌为、邓嘉、曹保国、朱保华、周俊杰、陆原、刘晓红、康冰、苏昌平、丁成伟、藤原宪一郎、李政、孟庆云等学者的著作。

学者讨论的问题主要涉及以下几个方面:

（一）逆变电源的研究现状及发展趋势

朱保华主编《中国电力教育》对车载逆变电源的研究状况作了介绍，随着汽

车行业的发展,汽用电器越来越多,车载逆变电源已经成为汽车必备的电器设备之一。本文通过对车载逆变电源现状和技术进行调研和分析,对车载逆变电源技术的现状和发展前景进行了系统的介绍,并通过实例对当前流行的PWM控制逆变电源技术的开发设计进行了详细的介绍,有利于车载逆变电源相关的工作者了解此方面技术。

（二）逆变器采用SPWM的优点

邓嘉主编《机电工程》介绍了基于PIC单片机的逆变器设计,讨论了控制系统

的硬件、软件设计,在实验基础上,从效率、THD和动态特性等方面,重点分析比较了单极性正弦脉宽调制(SPWM)电压平均值反馈控制和双极性SPWM电压瞬时值反馈控制两种方法在车载逆变电源中的应用特点,在理论上分析了两种控制方法输出电压特性的差异,并给出了单极性SPWM电压平均值反馈控制和双极性SPWM电压瞬时值反馈控制的程序流程图。实验结果表明,前者动态特性好,效率

较高;后者程序较易实现。

（三）车载逆变电源设计的原理

周俊杰著《机电工程》讲述了车载逆变电源设计的法案，叙述了一种基于PIC 系列单片机设计的SPWM逆变电源。该电源以12 V直流电压为输入,通过升压环节与SPWM逆变环节,得到了设定频率与电压的优质正弦交流电。应用开关电源的设计原理,在直流推挽升压模块中,采用了电压负反馈,使得升压后的高电压具有良好的稳定性;逆变部分采用单片机数字化SPWM控制方式,以尽可能地减少谐波。采用了基于单片机的数字化技术,使得电源调节灵活、性能可靠,为性能要求高的仪器设备提供了一种高品质的交流电源。

四、总结

我国电力电子技术对车载逆变电源设计的讨论与研究是多角度的，学者主要从以下方面对该问题进行了论述：逆变电源的研究现状及发展趋势；逆变电源的研究目标的探讨；车载逆变电源设计的原理。

总体上看，学术界就该问题精心专项研究的论著较少，但往往在论述其他相关问题时间接有所涉及。逆变电源采用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、可靠性强、保护功能完善等特点，现已成为市场上的主流产品。本设计采用纯硬件调制的方法，极大地避免了使用单片机而需要的大量计算以及编程的麻烦，充分运用集成脉冲调宽芯片使电路大大简化，而且使电路的调试更加简单。然后根据设计目标从系统总体的设计方案和结构框图入手，再根据各模块的功能进行电路原理图的设计和主要器件的选择。

参考文献

[1] 孟庆云.模拟电子技术基础简明教程[M].第2版 .北京：高等教育出版社，1998,10.1-16.

[2] 黄靖.基于TL494的逆变电源的设计与制作[J]. 辽宁师专学报(自然科学版), 2009(02).

[3] 刘晓红.开关电源技术[M].第1版。北京：化学工业出版社，2006,5.1-20 .

[4] 袁义生.电子技术基础[M].第四版北京：高等教育出版社，1999，101-28.

[5] 谈扬宁,朱兆优,王海涛.基于PICFxx单片机控制的正弦波逆变电源[J]. 电子元器件应用, 2009(08).

[6] 李娜,任振辉,刘雅举.PIC单片机在逆变电源系统中的应用[J]. 微计算机信息, 2007(13).

[7] 周俊杰,钱晓耀,陈上挺.一种基于PIC系列单片机的SPWM逆变电源[J].