车载逆变器设计毕业设计
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。
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]。
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。
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：
基于LM25037的车载便携式SPWM逆变器设计
系统基本原理
系统输入为１２ Ｖ ＤＣ蓄电池，输 出为２２０ Ｖ／５０ Ｈｚ。采用如图１所示
的典型二级结构ＤＣ／ＤＣ高频升压
和ＤＣ／ＡＣ低频逆变。首先，ＤＣ／ＤＣ
图１基本结构图
万方数据
模块１ 广一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一１
副边Ｎ３＝１００匝。
ＤＧ／ＤＧ输出滤波电感设计
按设计要求实际选取临界工作
ＰＢ７（ＳＣＫ）
ＰＡ７（ＡＤＣ７
疆
，竽
宣
ＰＤＯ（ＲＸＤ）ＰＣ０（ＳＣＬ ＰＤＩ（ＴＸＤ）ＰＣＩ（ＳＤＡ ＰＤ２（ＩＮＴ０）ＰＣ２（ＴＣＫ ＰＤ３（ＩＮＴｌ）ＰＣ３（ＴＭＳ ＰＤ４（ＯＣＩＢ）ＰＣ４（ＴＤＯ ＰＤ５（ｏＣｌＡ＇ＰＣ５ ｒｒＤＩ Ｐ１）６（ＩＣＰ）ＰＣ６ ｆＴＯＳＣｌ
筝划ＴＣＫ
ＰＤ７（０Ｃ２）ＰＣ７（ＴＯＳＣ２
关键词：ＩＰＯＳ推挽正激；全桥ＳＰＷＭ逆变；ＬＭ２５０３７
容后能够有效地抑制开关管的电压 尖峰及变压器偏磁问题，并且无需 磁复位电路，在输入低压大电流的 场合具有一定的应用价值【１一Ｉ。本系 统输入电压９．６—１６ Ｖ ＤＣ，满载时输 入电流５０ Ａ左右，单个推挽正激变
目前，汽车普及率日益升高，车 载逆变器将汽车点烟器输出１２Ｖ ＤＣ 转换成２２０ Ｖ／５０ Ｈｚ交流电，供一般 的电器产品使用。车载逆变器作为 一种移动中使用的电源转换器，为 人们外出工作或旅游提供了很大的 便利，具有广阔的市场前景。汽车上 使用的电器多为商用或一般生活 用，如车用冰箱、笔记本电脑、手机
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定时，计数器；１个具有比较、捕获的 １６位定时／计数器；４路ＰＷＭ通道； ８路１０位ＡＤＣ等功能。
基于LM25037的车载逆变器设计方案
1. 引言随着汽车的日渐普及，一些220V/50Hz AC 作为输入的电器设备，不能直接用在以12VDC 蓄电池供电的汽车上，这样就大大限制了这些电器的使用范围，给人们的生活带了诸多的不便。
因此，开发一款经济实用车载逆变电源成为一种需求。
车载电源作为各种电子产品的供电设备，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。
目前车载逆变器通常采用DC/DC 高频升压部分和DC/AC 逆变两级控制，其中DC/AC 逆变有SPWM 逆变和方波逆变两种。
前者输出电压低次谐波含量少，输出滤波器体积小，但是控制复杂，整机效率较低;后者输出电压低次谐波含量高，输出滤波器体积较大，控制简单可靠，效率较高。
本文介绍了一种基于控制芯片 LM25037 的车载逆变器的设计。
其主要参数如下：输入电压：9.6~16.2VDC输出电压：220V(±5V)50Hz(±0.5%)AC输出功率：150W2.电路的基本结构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,220V)。
其结构框图如图1 所示。
目前，构成DC/AC 逆变的新技术很多，但是考虑到控制的复杂性、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DC12V 电压逆变为高频方波，经高频变压器升压，再整流滤波得到一个稳定的约310V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。
图 1 系统结构示意图3.电路设计3.1 DC/DC 变换器设计由于变压器原边电压较低，为了提高变压器的利用率采用推挽电路，中心抽头接蓄电池，两端接Q1,Q2开关管交替工作，提高系统的转换效率。
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 。
多路输出车载逆变器设计_
图1 推挽正激电路5768ELECTRONIC ENGINEERING & PRODUCT WORLD2017.9图1为推挽正激电路原理图。
变压器原边由两个开关管、两个原边绕组和一个嵌位电容组成。
线圈两端接开关管TL494控制两个开关管交替导通，变压器副边由全桥电路和RLC电路组成。
变压器副边电压为正半周时，对D1、D4加正向电压，D1、D4导通；对D2、D3加反向电压，D2、D3截止，形成上正下负的半波整流电压；U1为负半周时，对D2、D3加正向电压，D2、D3导通；对D1、D4加反向电压，D1、D4截止，形成上正下负的半波整流电压。
两个开关管在TL494发出的PWM信号的触发下来回导通，在绕组两端形成相位相反的交流电压。
开关管关断时，嵌位电容释放漏感，降低开关管的电压尖峰。
12V直流电压由变压器升压为方波电压，再经过整流滤波得到需要的直流电压[2]。
1.2 全桥逆变逆变电路是逆变器的核心。
逆变电路结构形式主要的一半，要输出同等功率大小的电能，主变压器原边的电流要加大一倍，弥补电压利用率不足的缺点。
由于全桥式逆变电路有较强的带负载能力，本设计采用全桥逆变电路。
如图2是单相电压型全桥逆变电路。
它可看作由两个半桥电路组合而成，四个开关管组成了两对桥臂，互为对角的两个开关管同时导通，同一侧半桥上下两开关管交替导通，当开关Q1、Q4闭合，Q2、Q3断开：0=Ud；开关Q1、Q4断开，Q2、Q3闭合：U0=-Ud。
这样，就将直流电压逆变成交流电压，选择PWM控制图2 全桥逆变电路图3 12V-5V稳压电路 图4 双USB智能识别电路第一种，用两个电阻分压。
但是如果用电阻分压的话，需要考虑负载端的等效电阻对分压值的影响。
这种方法常见于电压采集，不用于能量提供；第二种，也是普遍使用的方法，使用三端稳压器（如LM7805芯片）来实现线性稳压；第三种，通过使用LM2596这种开关稳压芯片来实现稳压。
这种方法常用于一些对能耗管理比较严格的场合，如手持设备等。
电动汽车DCDC变换器的设计【毕业作品】
BI YE SHE JI（20 届）电动汽车DC/DC变换器的设计所在学院专业班级自动化学生姓名学号指导教师职称完成日期年月摘要电动汽车DC/ DC变换器是现代电力电子设备不可或缺的组成部分，其质量的优劣直接影响子设备性能，其体积的大小也直接影响到电子设备整体的体积。
本设计根据设计任务进行了方案设计，设计了相应的硬件电路，研制了半桥开关电源。
整个系统包括主电路、控制电路和反馈电路三部分内容。
系统主电路包括单相输入整流、半桥式逆变、高频交流输出、输出整流、输出滤波几部分。
控制电路包括主电路开关管控制脉冲的产生和保护电路。
论文具体地介绍了主电路、控制电路、驱动电路等各部分的设计及实验过程，包括元器件的选取以及参数计算。
本设计中采用的芯片主要是PWM控制芯片SG3525A。
设计过程中程充分利用了SG3525A的控制性能，具有宽的可调工作频率，死区时间可调，具有输入欠电压锁定功能和双路输出电流。
关键词：直流变换器；SG3525；高频变压器；MOSFETIAbstractElectric vehicle DC/ DC converter is a modern power electronic equipment indispensable component, its quality has a direct influence on equipment performance, its size will directly affect the whole volume of electronic equipment. According to the design of design tasks for the design, designs the corresponding hardware circuit, a half-bridge switching power supply development. The whole system consists of main circuit, control circuit and feedback circuit three parts. System main circuit comprises a single-phase input rectifier, half-bridge inverter, high frequency AC output, output rectifier, output filter sections. The control circuit comprises a main circuit switch tube to control the pulse generation and protection circuit. This paper introduces the main circuit, control circuit, driving circuit and other parts of the design and the experimental process, including the selection of components and parameters calculation. The design of the chip is mainly PWM control chip SG3525A. The design process of medium-range makes full use of SG3525A control performance, wide adjustable frequency, adjustable dead time, with input under-voltage locking function and dual output current.Key words: DC / DC converter; SG3525; high-frequency transformer; MOSFETII目录摘要 (I)ABSTRACT (II)目录 (III)第一章绪论 (1)1.1课题选择的背景及意义 (1)1.2电动汽车DC/DC变换器的发展概况 (2)1.3本文所研究的课题内容 (3)第二章电动汽车DC/DC变换器的原理 (4)2.1电动汽车DC/DC变换器控制系统概述 (4)2.2电动汽车DC/DC变换器的基本结构 (4)2.3 MOSFET基本原理 (5)2.4 PWM调制技术 (6)2.5高频变压器的原理介绍 (7)第三章电动汽车DC/DC变换器主电路的设计 (9)3.1 半桥电路的结构与工作过程 (9)3.2 主要功率器件的选型 (12)3.2.1 MOSFET参数的确定 (12)3.2.2 自举电容的选取 (13)3.3高频变压器设计 (14)3.4 输出整流回路的设计 (16)3.4.1 输出整流回路的结构 (16)3.4.2 快恢复二极管的选择 (16)3.4.3 滤波电感的选择 (18)3.4.4 滤波电容的选择 (18)第四章.DC-DC变换器控制电路的设计 (20)III4.1 PWM控制芯片SG3525功能简介 (20)4.1.1 SG3525引脚功能及特点简介 (20)4.1.2 SG3525的工作原理 (23)4.2电动汽车DC/DC变换器反馈电路的设计 (27)4.2.1 输出电压反馈电路 (27)4.2.2 过压保护电路的设计 (28)4.2.3 输出限流电路 (29)总结 (31)参考文献 (33)致谢 (34)IV第一章绪论1.1课题选择的背景及意义DC／DC变换器是燃料电池电动汽车的重要组成部分，它的研制直接关系到燃料电池电动汽车的稳定与性能。
毕业设计12V220V车载逆变电源的设计
针对传统车载逆变电源存在的缺点, 提出基于ATmega16单片机的数字式车载逆变电源的系统设计方案。
该方案以单片机作为正弦脉冲宽度调制（SPWM）的控制器，采用了占空比可调的正弦波脉宽调制波(SPWM) 技术控制定电力MOSFET 的导通与关断，并通过输出电压反馈的闭环软件控制结构,来提供稳压、欠压保护等功能，把汽车蓄电池的12V 直流电转变成220V 纯正弦交流电。
本系统硬件电路设计主要由推挽拓扑结构的的DC/DC 升压模块，DC/AC 逆变模块,以及主控制电路和外围接口电路模块组成。
控制系统软件则重点阐述逆变器数字控制系统主要环节的设计，给出了软件的总体结构、SPWM波形的实现及软闭环软件控制结构，实现了对逆变器的保护、监测等逻辑控制功能。
最后对主电路及控制电路进行了仿真调试，结果表明，所设计的电路及控制策略能够较好地改善输出波形质量，电源直流升压环节波动小, 输出波形畸变率低, 具有较好性能。
关键词ATmega16 PI控制推挽逆变器一、系统设计方案 (2)1、设计要求 (2)2、方案论证与选取 (3)2.1 SPWM波生成原理及方案选取 (2)2.2 DC-DC升压电路的分析与选取 (4)3、系统设计方案 (5)二、系统硬件设计 (5)1、系统硬件结构 (5)2、主电路设计 (5)2.1 前级升压电路 (5)2.2 后极逆变电路 (7)3、控制电路设计 (8)3.1 前级控制电路 (8)3.2 后极控制电路 (9)4、驱动电路设计 (10)5、保护电路设计 (11)5.1 输入过压保护电路 (11)5.2 输入欠压保护电路 (11)5.3 系统过热保护电路 (12)5.4 输出过压保护电路 (13)5.5 输出过流保护电路 (13)三、系统软件设计 (14)1、主程序设计 (14)2、SPWM控制信号的产生 (15)四、结果分析 (16)1、主电路仿真 (16)2、仿真结果与分析 (16)五、结论 (17)参考文献 (15)12V/220V车载逆变电源制作引言车载电源又叫电源逆变器，能够将蓄电池12V直流电转换为和市电相同的220V交流电，供一般电器使用，由于常用于汽车而得名。
车载逆变电源设计
中心议题：高速通信的混频器和调制器设计解决方案：采用推挽式电路实现对MOSFET和IGBT的最优驱动一、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。
二、总体方案的确定1、总体介绍：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。
多路输出车载逆变器设计
多路输出车载逆变器设计
作者/ 王立鹏山东科技大学电气与自动化工程学院(山东青岛266590)
*基金项目：山东省自然科学基金(编号：ZR2009FM017);中国博士后科学基
金(编号：20090461254)
王立鹏(1992-)，男，硕士生，研究方向：电力电子与电力传动。
摘要：为满足车载逆变器可以同时为多个用电设备充电的需求，设计了一款
多路输出的车载逆变器，该逆变器包括220V 交流电输出和USB 双路输出结构。
介绍了车载逆变器的工作原理，研究了结合LM2596 进行稳压的方法，提出了
使用RH7902 结合该逆变器进行双路输出的方案。
同时，利用saber 仿真软件
对输出电压和输出电流进行仿真，并搭载了实验模型进行验证，结果表明：电
源各项指标达到设计要求，有较强的实用性和可靠性。
引言
随着时代的进步和发展，汽车早已成为人们日常生活的代步工具。
人们
在开车工作、学习、旅游的同时，离不开很多实用的电子产品，比如充电宝、
平板电脑、相机、迷你音箱、USB 台灯、桌面式风扇、USB 暖手宝等等[1]，
这些电子产品都需要通过5V 的USB 接口来充电，而传统的车载逆变器只有
220V 交流电输出，考虑到充电器的充电头体积大、不环保、不安全等因素，
本文重点研究了车载逆变器的双USB 输出设计，并进行了仿真和实验，实验
效果良好。
1 220V 交流电输出
1.1 推挽正激
推挽正激式DC/DC 升压电路适合由低压向高压直流的变换，具有效率
较高，电磁干扰较小，可靠性好等优点。
推挽式开关电源是所有开关电源中电。
12v220v车载逆变电源制作技术
2.1ห้องสมุดไป่ตู้
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。
在一些交通运载，野外测控，可移动武器装备，工程修理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，采用工作模式，以最简单的硬件配置和醉通用的器件构成整个电路。
1964年，由A.SChonung和H.Stmmter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.Bowes等把SPWM技术正式应用到逆变给事中，使逆变器的性能大大的提高，并得到广泛应用和发展，也使得SPWM技术达到了一个新的高度，此后，各种不同PWM技术相继出现，例如空间向量调制(SVM)，随机PWM，电流滞坏PWM等，成为高速器件的主导控制方式，至此，正弦波逆变技术的发展已经基本完善.
Car power inverter car battery can be 12V, 24V DC into 220V needed most AC electrical power switch to the input DC voltage into AC voltage pulse width modulation, and then use push-pull inverters and high-frequency transformer the AC voltage even higher. Then full-wave rectified AC voltage into a DC, and finally by the full bridge converter high voltage DC to AC inverter required. Power converter 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.
车载纯正弦逆变器分析与设计方案
NFA纯正弦波逆变器实现方案
NFA纯正弦波逆变器输出波形
2
车载逆变器分类
车载逆变器按照输出波形分为修正正弦波（方波）和纯正弦逆变器两种， 国内市场以修正正弦逆变器居多；纯正弦车载逆变器多为一些高端汽车 用户使用。 车载逆变器按照隔离升压部分的拓扑分为工频机和高频机两种，其中工 频机隔离升压采用工频变压器，具有笨重、功率密度低的缺点，实际应 用不多。
13
SPWM实现
硬件SPWM调制电路可以全部由硬件电路组成（主要包括时钟电路、 参考正弦波发生电路、三角波发生电路和高速比较电路），也可以某 一功能部分由MCU产生，如参考正弦波发生电路可以由MCU的D/A 接口+RC低通滤波器产生。但总的来说硬件SPWM调制电路结构复 杂，容易增加故障点；另外考虑到温漂等物理现象，对电路的器件选 择也提出了要求，如果用RC做时钟电路的话，则输出频率会出现不 精准温漂大的现象，有必要另外采用晶振和数字分频电路做时钟，结 果进一步增加了电路的复杂性。
车载纯正弦逆变器分析与设计方案
车载纯正弦逆变器分析与设计方案
Analysis and Design Solution of Pure Sine Wave Inverter For Vehicles
1
主要内容
车载逆变器分类 纯正弦逆变器与方波逆变器综合性能比较 设计规范与功能要求
纯正弦逆变器的工作原理分析
15
提高整机效率
车载逆变器的整机损耗主要体现在前级电路，NFA首次将ZVS技术引 入了车载逆变器，使前级电路的效率提高到95%以上，从而保证了 大于90%的整机效率
16
毕业设计 用于电动汽车的双向DC-DC变换器研究与仿真
毕业设计(论文)题目用于电动汽车的双向DC-D C交换器研究与仿真专业学生姓名班级学号指导教师指导单位日期: 年月日至年月日毕业设计(论文)原创性声明本人郑重声明:所提交的毕业设计(论文)，是本人在导师指导下，独立进行研究工作所取得的成果。
除文中己注明引用的内容外，本毕业设计(论文)不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的作品成果。
对本研究做出过重要贡献的个人和集体，均己在文中以明确方式标明并表示了谢意。
论文作者签名:日期:年月日摘要随着能源、环保等问题的日益突出，电动汽车成为近年来发展迅速的一种新型汽车，是21 世纪最具有发展前途的绿色清洁汽车。
电动汽车是用电池替代传统的汽油作为车载能源的，然而在现有的技术条件下，动力电池的性能是电动汽车发展的主要瓶颈。
双向DC-DC 变换器可以优化电动机控制、提高电动汽车整体的效率和性能。
针对双向DC-DC 变换器存在的开关损耗高等问题，本文研究了一种隔离型双向软开关DC-DC 变换器。
在介绍变换器工作原理的基础上，本文着重分析了电压、电流的变化规律，特别是推导出各开关元件实现软开关的条件及其数学表达式，并得到了实现软开关的通用条件。
最后通过Sab e r 软件对电路在两种模式下的稳态工况和软开关特性进行仿真研究，仿真结果证明根据该通用条件设计的变换器能够在大负载范围内实现软开关。
关键词: 双向DC-DC 变换器;PWM 控制:移相控制:软开关ABSTRACTEl ec tric Vehicl e(E V) b ec ome s a kind of n ew，fast-developing vehicle in th e last years，which ha s th e b est futureωa green vehicle，as 由e problems of energy and environment are b ecoming more and mor e se riou s in th e 21st centur予The energy in EV i s provid e d by storage batt eries instead of traditional gasoline and the d eve lopm en t of EV 町e limit e d by th e capacity of it s s tora ge batt eries with current t ec hnologi es. It can improv e 由e p er formance of th e s torage batteri es and th e working effi ci e ncy of driving sys t e m s by u s in g bidir ec tional DCIDC converter in El ec tric Vehicl e a t pr ese nt.A s oft sw itchin g bi-dir ec tional DCIDC converter was dev e loped to reduc esw itching lo sses. Op e ration principl e of the proposed converter i s introduced. Th e s oft sw itching principle i s also introduced briefly. On th e ba s i s of the operational analy s i s，th e characteristic of the voltage and current i s illu s trat e d and the ZVS conditions of th e diff e r e nt s witch es ar e al so given in d e tail. Wh at i s more，th e formula of th e univer s al ZVS condition for all th e sw itch es i s speci ally d e duced to s扫nplify th e four ZVS conditions into one formula for the convenience of th e de s ign. An d the s t ea dy s tate conditions and s oft sw itchin g characteristic of the circuit in tho se two op e rating mode，are d em on s trated by the Sab e r，expe rimental results obtain e d from th e converter ares hown to veri句r the validity of th e univ e r s al ZVS condition.Key words: Bi-Dir ec tional DCIDC converter; PWM control; Pha se-s hlft control;Soft sw itching目录第一章绪论...................................................."11.1课题背景和意义.................................................11.2双向DC-DC变换器概述..........................................21.2.1双向DC-DC变换器的原理 (2)1.2.2双向DC-DC变换器的拓扑结构 (3)1.2.3双向DC-DC变换器的控制方式 (5)1.3双向DC-DC变换器在电动汽车上的应用 (6)1.4 论文的主要研究内容和结构.......................................9第二章双半桥双向DC-DC 变换器工作原理与结构分析 (11)2.1电动汽车双向DC-DC变换器.....................................112.1.1燃料电池电动汽车能量管理系统..............................112.1.2蓄电池燃料电池电动汽车动力系统工作模式分析 (12)2.2双半桥双向DC-DC拓扑结构的选择与分析 (12)主功率拓扑的选择 (12)2.2.2控制方案选择 (13)2.2.3拓扑电路的分析 (13)2.3变换器等效电路 (14)2.4变换器换流分析 (16)正向工作模式 (16)2.4.2反向工作模式 (18)正向/反向模式下的软开关条件 (19)2.6本章小结 (19)第三章双半桥双向DC-DC 变换器稳态特性分析与设计 (20)3.1双向变换器输出特性分析 (20)3.2变换器设计....................................................22变压器漏感选择 (22)3.2.2开关管应力分析 (23)3.2.3输入电感设计 (24)3.3本章小结 (24)第四章仿真验证 (25)结束语 (28)致谢 (29)参考文献 (30)第一章绪论1.1课题背景和意义当今世界，环境和能源问题成为世界各国关心的热点问题。
车载逆变电源_毕业设计
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。
车载正弦逆变电源设计
车载正弦逆变电源设计
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12 V 电压转换成交流220 V／50 Hz 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。
图1 车载电源系统结构
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。
图2 SG3525 引脚及内部框图。
实用的车载逆变器的设计
实用的车载逆变器的设计中心议题：∙车载逆变器的系统基本原理∙车载逆变器的电路设计∙车载逆变器的保护措施解决方案：∙采用分频分相电路∙采用输入欠压保护电路∙采用输出电流过载保护电路∙利用外壳(机壳)散热致冷随着经济水平的提高，汽车正逐渐成为人们的日常交通工具。
然而，人们随身携带的电子产品，比如手机，却不能使用汽车上的电源。
因此，开发一款经济实用的车载逆变器就成为一种需求。
我们采用集成脉宽调制芯片SG3525A为主控芯片，以CD4020B计数器及与非门电路构成分频分相电路并配以保护电路，实现了逆变器的脉宽调制。
其在逆变电源工作时的持续输出功率为100W，并具有输出过流保护及输入欠压保护等功能，可实现电源逆变、电压稳定、欠压保护及过流保护等功能。
系统基本原理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。
图1系统主电路和控制电路框图主要技术参数输入电压:DC12V；输出电压:AC220V±5%，50Hz±2%；额定功率:100W；保护功能:输入直流极性接反保护，输入欠压保护，输出过流保护。
电路设计1主控芯片SG3525ASG3525A是ST公司生产的脉冲宽度调制器控制集成电路,具有集成基准电压，振荡器同步，软启动时间控制，输入欠电压锁定等功能。
SG3525A的引脚如图2所示。
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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SG3525AAbstract12V 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目录摘要 (I)Abstract (II)目录.............................................................................................................. I II 前言. (5)1 现代逆变技术的概念 (6)1.1 现代逆变技术的概念 (6)1.2 现代逆变技术的分类 (6)1.3. 现代逆变系统基本结构 (7)1.3.1 输入电路 (7)1.3.2 输出电路 (7)1.3.3 控制电路 (7)1.3.4 辅助电路和保护电路 (8)1.3.5 逆变主电路 (8)1.4 逆变电路的优势 (8)2 设计总体目标 (9)2.1 设计要求及系统指标 (9)2.2 总体方案的选取 (9)3 整体电路设计 (11)3.1 逆变电源整体框图 (11)3.1.1总电路图 (11)3.2 脉宽调制技术及其原理 (12)3.2.1 PWM控制的基本原理 (12)3.2.2 PWM逆变电路 (13)3.3 正弦波脉宽调制技术的实现方法 (14)3.3.1 技术原理 (14)3.3.2 自然采样法 (16)4 逆变电源元器件特性及各部分电路设计 (19)4.1 正弦波脉宽调制技术的实现方法 (19)4.1.1 场效应管 (19)4.1.2 稳压管 (19)4.1.3 与门 (20)4.1.4 变压器 (21)4.1.5 电流互感器 (21)4.2 单相半桥电压型逆变电路原理及其工作波形 (22)4.3 各变换电路设计 (22)4.3.1 DC/DC变换电路 (22)4.3.2 DC/AC变换电路 (24)4.4 保护电路 (26)4.4.1 电源输入过压保护电路 (26)4.4.2 输入欠压保护电路 (26)4.4.3 过热保护电路 (27)4.4.4 输出过压保护电路 (28)4.4.5 输出过流保护电路 (29)5单元电路测试分析及结果 (31)5.1电路测试 (31)5.1.1 555多谐振荡器测试 (31)5.1.2D触发器测试 (31)5.1.3 示波器的测试 (32)5.2 测量结果 (33)5.2.1 输出电压测量结果 (33)5.2.2 输出电流测量结果 (34)5.2.3 输出频率测量结果 (34)总结 (36)致谢................................................................................. 错误!未定义书签。
参考文献 (38)前言逆变电路较为常用的是SPWM控制方式。
这种方式较容易用模拟电路实现，但脉冲稳定性和抗干扰能力差。
市售的用于三相逆变电源的数字控制集成芯片，如HEF4752等，又存在运算速度受处理器的字长因素影响、价格昂贵等问题。
本文介绍了一种用高频开关电源代替变压器升压和隔离的三相逆变电源系统，提出了一种新型实用的预置相位PWM数字控制方案，其基本思想是将SPWM对应于开关管的脉宽通过仿真预先计算出来，转换为十六进制数后存储于EPROM内。
经地址扫描、锁存后，将预置于EPROM内的数值转换成对应的触发脉冲，以驱动逆变器主电路开关管。
逆变控制电路仅采用一片EPROM及几片集成芯片构成，整个控制器硬件结构简单，降低了成本。
1 现代逆变技术的概念1.1 现代逆变技术的概念随着各行各业对控制技术的发展和对操作性能要求的提高，许多行业的用电设备都不是直接使用通用的交流电网提供的交流电作为电能源，而是通过各种形式对其进行变换，从而得到各自所需的电能形式，逆变电路是其中的主要组成部分。
现代逆变技术是建立在工业电子技术、半导体器件技术、现代控制技术、现代电力电子技术、半导体交流技术、脉宽调制技术（PWM）、磁性材料等学科的基础上的一门实用技术。
现代你变技术主要包括三部分内容：半导体功率集成器件机器应用、功率变换电路和逆变控制技术。
1.2 现代逆变技术的分类现代逆变技术的种类很多，可以按照不同形式进行分类。
其主要分类如下：(1)按逆变器输出交流的频率: 可以分为工频逆变、中频逆变和高频逆变。
工频逆变一般指50~60Hz的逆变器；中频逆变的频率一般为400H到十几kKz；高频逆变的频率则一般为十几kHz到MHz。
(2)按输出相数可分为：单相电路和三相电路。
(3)当逆变器电路输出的交流电能直接作用于负载时，称为无源逆变；凡输出电能馈向公共交流电网时，则称有源逆变。
(4)按逆变主电路的形式，可分为单端式、推挽式、半桥式和全桥式逆变。
(5)按功率器件可分为：半控型器件组成的电路和全控型器件组成的电路。
(6)按输出稳定的参量：可分为电压源和电流源两类。
(7)按输出电压或电流的波形：可分为正弦输出逆变和非正弦输出逆变。
(8)按控制方式，可分为调频式（PFM）逆变和调脉宽式（PWM）逆变。
(9)按开关电路的工作方式，可分为谐振式逆变、定频硬开关式逆变和定频软开关式逆变。
1.3. 现代逆变系统基本结构图1.1 现代逆变系统基本结构1.3.1 输入电路逆变主电路输入为直流电，可以是直流电网、蓄电池储存的直流电，或者是直流发电机发出的直流电，此时输入电路包括滤波电路和EMI电路；如果是交流电网整流后获得的直流电，则除了滤波和EMI 电路外，首先还要有整流电路1.3.2 输出电路输出电路一般都包括输出滤波电路和EMI电路，对直流负载的逆变系统包括输出整流电路。
对于开环的逆变系统，输出量不用反馈到控制电路，而对于闭环控制系统，输出量还要反馈到控制电路。
1.3.3 控制电路控制电路的功能是按要求产生和调节一系列的控制脉冲来控制逆变器开关的导通和关断，从而配合逆变主电路完成逆变功能。
在逆变系统中，控制电路和逆变主电路同样重要。
1.3.4 辅助电路和保护电路辅助电路的功能是将逆变的输入电压变换成合适控制电路工作的直流电压。
可以采用工频降压、整流、线性稳压的方式，或DC/DC变换器。
保护电路主要包括:输入过压、欠压保护；输出过压、欠压保护；过载保护；过流和短路保护；过热保护。
1.3.5 逆变主电路逆变主电路是有开关器件等组成的变换电路，分为非隔离式和隔离式两类。
1.4 逆变电路的优势高频化、高性能化、并联及模块化、小型化、高输入功率因数化、数字化和智能化等。
2 设计总体目标2.1 设计要求及系统指标车载逆变器是一种能够将DC/12V 直流电转换为和市电相同的AC/220V 交流电，供一般电器使用，是一种方便的车用电源转换器。
通常设备工作空间狭小，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。
逆变电源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，因而本设计要求输出电压波形为准正弦波，以克服方波逆变器不能带感性负载的特点。
本设计对逆变电源的要求有：（1）环境温度：-25℃- +40℃（2）海拔高度：≦3000m（3）输入12VDC（4）额定输出电压：V o=220V AC（5）输出有过压保护（6）额定输出功率：200W（7）输入有过压保护和过热保护2.2 总体方案的选取根据电路输入电压低，电流大的实际特点，对比了目前常用的推挽式、半桥式、全桥式的优缺点后，升压电路采用了推挽变换电路，其电路结构如图2所示。
它具有使用功率开关器件数量少、驱动电路简单等优点。
控制集成芯片采用TL494，芯片提供了一个内部基准电压(5V±1％),其内部误差放大器有一个共模电压范围，工作电压范围宽(8～40V),最高工作频率可达300kHz，在CT脚和放电脚之间用单个电阻连接可对死区时间进行调整。