车载电子逆变器的设计
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。
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。
(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 。
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。
车载逆变电源设计
车载逆变电源设计1.系统设计1.1设计要求制作车载正弦波逆变电源，输入12V直流，输出220V，50Hz的正弦波，满载时输出功率50W，效率不小于80%；输出波形失真度小于5%，当负载从空载到满载变化时，输出电压有效值稳定度高于3%；具有输入过压和欠压，输出过流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器隔离、H桥逆变技术，控制部分采用SPWM （正弦脉冲调制)技术，利用逆变元件电力MOSFET的驱动脉冲调制，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1. DC-DC实现变换器的方案论证与选择方案一:推挽式DC-DC变换器。
推挽电路是两个不同极性晶体管输出电路无输出电压器(有OTL, OCL等)。
是两个参数相同的功率BJT管或MOSFET管，以推挽方式存在于电路中，各负责正负半周的波形放大任务。
电路工作中，两只对称的功率开关管每次只有一个导通，所以导通损耗小，功率高。
推挽输出级既可向负载灌电流，也可从负载抽取电流。
方案二:Boast升压式DC-DC变换器。
开关的开通和关断受外部PWM信号控制，电感L将交替地存储和释放能量，电感储能后使电压上升，而电容C可将输出电压保持平稳，通过改变PWM控制信号的占空比以相应实现输出电压的变化。
该电路采取直接直流升压，电路结构较简单，损耗较小，效率比较高。
方案比较:方案一和方案一都适用于升压电路，推挽式DC-DC变换器可由高频变压器将电压升至任何值。
Boost升压式DC-DC变换器不使用高电频变压器，由12V升至320V , PWM信号的占空比比较低，会使得Boost 升压式DC-DC变换器的损耗比较大。
综上所述，采用方案一。
2.辅助电源的方案论证与选择方案一:采用线性稳压器LS7805方案二:采用Buck降压式DC-DC变换器。
方案比较:方案一的优点在于可以使用很少元器件构成辅助电源，但是效率较低。
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。
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。
新一代车载逆变器创新设计和集成实现方案
新一代车载逆变器创新设计和集成实现方案近年来，随着电动汽车的快速发展和普及，车载逆变器作为电动汽车的关键部件之一，起到了电能转换的关键作用。
为了满足电动汽车对电能的高效转换和稳定输出的需求，新一代车载逆变器的创新设计和集成实现方案成为了汽车电子技术领域的热点之一。
首先，新一代车载逆变器的创新设计要注重提升高效转换能力。
传统的车载逆变器采用硅基功率器件，虽然成熟可靠，但效率低下且散热问题突出。
因此，新一代车载逆变器需要采用新型的功率器件，如碳化硅（SiC）功率器件或氮化镓（GaN）功率器件，这些器件具有更高的开关频率和更低的开关损耗，使得逆变器的转换效率大大提高。
其次，新一代车载逆变器的创新设计要注重实现高功率密度。
随着电动汽车对续航里程的要求越来越高，车载逆变器的功率需求也不断提升。
为了满足这一需求，设计人员需要采用更小尺寸的元器件，并提高散热设计的效果，以实现逆变器的高功率密度。
此外，还可以采用三维封装技术，如系统级封装（SiP）或多芯片模块封装（MCM）等，将不同功能的电路模块集成在一起，减少电路板面积，提高整体功率密度。
除了高效转换和高功率密度外，新一代车载逆变器的创新设计还需要注重实现高可靠性和稳定性。
电动汽车通常在高速公路等特殊地域和环境条件下工作，对逆变器的稳定工作要求极高。
因此，逆变器的设计需要考虑抗干扰能力、温度适应性、寿命等方面的问题。
一个常见的解决方案是采用数据驱动的控制算法，实时监测逆变器的工作状态，及时调整工作参数，提高逆变器的稳定性和可靠性。
另外，新一代车载逆变器的创新设计还要提供更多的功能和接口。
随着智能汽车的发展，车载逆变器需要具备与其他车载设备（如驱动电机、电池管理系统等）进行通信的能力，以实现更多的功能和互联互通。
此外，还可以通过集成传感器和通信模块等，实现逆变器的智能监控和故障诊断，提升整车的性能和安全性。
综上所述，新一代车载逆变器的创新设计和集成实现方案需要注重提升高效转换能力、实现高功率密度、保证高可靠性和稳定性，并提供更多的功能和接口。
车载逆变电源 毕业设计
山东科技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；山东科技大学学士学位论文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 ;山东科技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山东科技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。
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
车载逆变器方案
车载逆变器方案1. 引言车载逆变器是一种用于将汽车直流电源转换为交流电源的设备。
它可以将车辆的电池电源转换为适用于各种家用电器和电子设备的电源。
车载逆变器在车辆旅行、露营、户外活动等情况下非常有用。
本文将介绍车载逆变器的原理、应用以及一种常见的车载逆变器方案。
2. 车载逆变器原理车载逆变器通过使用电子装置将直流电源转换为交流电源。
其根本原理是使用一个转换电路将低电压的直流电源转换为高电压的交流电源。
其工作原理如下：1.输入：车载逆变器将直流电源作为输入。
这可以是车辆的12V直流电池电源。
2.逆变：通过逆变器电路，直流电源被转换为交流电源。
逆变器中的电子开关将直流电压转换为交流电压。
3.输出：逆变器的输出是交流电源，可以供电各种家用电器和电子设备。
3. 车载逆变器的应用车载逆变器可广泛应用于多种场景，例如：3.1 车行办公对于需要长时间在车辆中工作的人员，车载逆变器可以提供便捷的电源供给。
他们可以通过逆变器连接笔记本电脑、打印机等设备，实现车行办公，无需担忧电池电量不够。
3.2 露营户外活动在露营和户外活动中，车载逆变器可以为帐篷提供电源。
人们可以使用逆变器连接灯光、电热水壶、充电器等设备，增加露营舒适度。
3.3 急救设备使用在紧急情况下，车载逆变器可以为急救设备提供电源。
医疗人员可以使用逆变器连接医疗设备，如监护仪、呼吸机等，以确保急救过程中的电力供给。
4. 车载逆变器方案以下是一种常见的车载逆变器方案：4.1 逆变器选择选择适宜的车载逆变器至关重要。
应根据需求选择适合的功率和特性。
常见的逆变器功率有200W、300W、500W等。
此外，还应注意逆变器的输出电压、波形和保护功能等。
4.2 电源连接车载逆变器通常与车辆的12V直流电源连接。
其连接方式为将逆变器的正负极分别与车辆电池的正负极进行连接。
为了便于使用，可以安装一个逆变器插座，方便插拔电器设备。
4.3 逆变器保护车载逆变器应具备过载保护、过温保护等功能。
车载逆变电源的设计
车载逆变电源的设计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。
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）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。
总的来说，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。
本文设计的逆变电源即为准正弦波逆变器。
2 设计2.1 概述2.1.1 该逆变电源的基本构成和原理（1）基本构成本次设计电路的方框图如图1所示。
该电路由12V直流输入、输入过压保护电路、过热保护电路、逆变电路I、220V/50KHz整流滤波、逆变电路II、输出过压保护电路等组成。
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目录摘要： (1)第1章绪论 (3)1.1逆变器的定义及其应用领域 (3)1.2逆变技术的发展过程及现状 (4)1.3 逆变器用功率开关器件 (5)1.4 逆变器主电路的基本形式及分类 (7)1.5 本课题研究的目的和任务 (8)第2章变电源的主电路拓扑结构分析 (9)2.1 典型主电路拓扑 (9)2.1.1 推挽逆变主电路 (9)2.1.2 半桥逆变主电路 (9)2.1.3 全桥逆变主电路 (10)2.2 设计指标及要求 (11)2.3 主电路的研究与设计 (12)2.3.1 系统的基本原理 (12)2.3.2 前级升压电路 (12)2.3.3 输出逆变电路 (15)第3章控制电路的研究 (17)3.1 脉宽调制（PWM）技术 (17)3.2 推挽电路的驱动电路 (17)3.2.1 KA7500B内部结构 (18)3.2.2 驱动电路及其他外围电路的研究 (18)3.3 末级控制输出电路 (21)3.3.1 驱动信号 (22)3.3.2 输出欠压、过压和过流保护 (23)3.3.3 MCS-51外围电路图 (23)第4章高频变压器的设计 (25)4.1 磁性原件对电源设计的重要意义 (25)4.2 应用于开关电源的基本磁学理论 (26)4.3 推挽变换器中变压器的设计 (29)4.3.1 变压器工作原理 (29)4.3.2双极性变压器的计算 (30)附录 (33)附录1主程序流程图 (33)附录2 DC/DC变换电路 (34)附录3 DC/AC变换电路 (35)参考文献 (36)致谢 (37)摘要随着逆变技术和各种功率器件的飞速发展，车载逆变电源的小型化、高效化已成为可能。
车载逆变电源(又叫电源转换器)可以把汽车蓄电池的12V/24V直流电转变成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的交流电压，然后利用推挽逆变器和高频变压器把交流电压升高，再用全波整流把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。
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。
基于对本电源设计、反复调试以及对其优化设计，基本达到各项设计指标，转换效率高、噪音小、体积小，能提供稳定、可靠的电源。
第一章概述介绍了逆变器的定义、发展以及主电路的基本形式；第二章阐述了本课题的基本原理，并对前级升压电路与输出逆变电路做了详细的设计；第三章研究电压PWM控制电路，其中包括推挽电路的驱动电路和末级控制输出电路；在第四章中，高频变压器的设计是重点，包括对参数的计算。
关键词：逆变电源脉宽调制高频变压器12第1.3节 逆变器用功率开关器件现代逆变用功率开关器件大致可以分成3类：一是传统的各种晶闸管；二是近20多年发展起来的功率MOSFET 及相关器件；三是由上述两类开关器件发展起来的特大快速和可关断晶闸管。
在20世纪60~80年代，几乎所有的中大功率逆变器都用晶闸管。
现在，除了大型或特大型逆变器之外，几乎不再用晶闸管作逆变器的开关器件了。
20世纪80年代是MOS 器件与晶闸管并行应用的时代，到了20世纪90年代，MOS 器件在逆变器的应用占了相当大的比例，到20世纪末期，就开始进入到IGBT 的应用时代。
本课题设计的车载逆变电源是把汽车蓄电池的12V/24V 直流电转变成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的交流电压，然后利用推挽拓扑结构和高频变压器把交流电压升高，再用全波整流把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交流电。
考虑到本车载电源输出功率较小，输出电压和电流都不大，故功率管选择MOSFET 。
在现代的UPS 中，IGBT 普遍被应用作逆变器或整流开关器件。
它是全控开关器件，通过数控技术控制IGBT 的通断，能有效地将输入电压与输入电流保持同步，使输入功率因数等于1，从而减小了UPS 整流器对市电电源的干扰。
功率开关器件的功率与工作频率的关系曲线如图1-1所示：P(Kva)610 510 410 310 210 0 210 310 410 510 610 710图1-1 功率开关器件的功率与工作频率的关系曲线MOSFET 开关器件的开关频率特性是最好的，但因其目前的功率较小，故不能在大功率逆变器中应用。
IGBT 的开关频率特性也比较好，目前已被广泛地应用于中大型逆变器中。
第1.5节 本课题研究的目的和任务车载逆变电源（又叫电源转换器）可以把汽车蓄电池的12V/24V直流电转变成大多数所需要的220V交流电。
输入电压经推挽变换器逆变成交流电后经高频变换器升压、高频整流、高压滤波得到高压直流（DCHV）。
高压直流再经过全桥逆变最终输出交流电。
PWM和谐振式开关电源的设计总是先进行总体考虑，然后对电源各部分分别进行设计，接下来是设计控制的辅助功能，所有的设计总是从电源的指标开始的。
开关电源的设计中，拓扑的类型与电源各个组成部分的布置有关。
这种布置与电源可以在何种环境下安全工作以及可以给负载提供的最大功率密切相关。
这也是设计中性能价格折中的关键点。
根据本课题的要求以及指标，结合各种拓扑结构的特点，本课题选择了推挽电路和全桥逆变电路两种拓扑结构作为主电路的基本电路。
34第2章 逆变电源的主电路拓扑结构分析第2.1节 典型主电路拓扑开关电源的设计中，拓扑的类型与电源各个组成部分的布置有关。
这种布置与电源可以在何种环境下安全工作以及可以给负载提供的最大功率密切相关。
这也是设计中性能价格折中的关键点。
每种拓扑都有自己的优点，有的拓扑可能成本比较低，但输出的功率受到限制；而有的可以输出足够的功率，但成本比较高等。
逆变主电路就是由逆变开关器件等组成的变换电路，分为非隔离式和隔离式两大类。
如变频器、能量回馈等都是非隔离的；逆变焊接电源、通信基础开关电源、UPS 、加热电源等都是隔离式逆变电路。
隔离式逆变主电路还包括逆变变压器。
从现有的资料来看，车载逆变电源的主电路一般会采用隔离式双端逆变方式，下面针对推挽式、半桥式、全桥式三种主电路拓扑结构分别阐述。
2.1.1 推挽逆变主电路推挽电路的工作是由两路相位相反的驱动脉冲分别加到逆变开关管S1, S2的基极，控制它们交替通断，输入直流电压被变换成高频的方波交流电压经变压器输出。
当S1导通时，S2截止，输入电压V 加在变压器T 原边绕组N1上，由于变压器有两个N1绕组，且匝数相同，所以在S2上将施加两倍的电源电压，即2d V 。
当驱动脉冲结束后(死区时间)，两只开关管都截止，端电压都为d V 。
当S1导通时，同理，S2截止，在S1上将施加两倍的电源电压。
图2-1 推挽逆变电路结构图2.1.2 半桥逆变主电路当两只开关管S1, S2都截止时，若两只电容相等，即C1=C2，则在两电容中点A 的电压为输入电压的一半，即1c V =2c V =2Vd 。
当S1导通时，电容C1将通过S1和变压器原边放电，同时电源电压Vd 通过S1和变压器原边放电为电容C2充电，中点A 的电位将有所上升:当S1导通结束时，两只开关管S1, S2又都截止，它们的端电压又都回到输入电压的一半，即2Vd，当S2导通时，S1截止，电容C1被充电，C2放电，A点的电位下降;S2导通结束后，又回到S1, S2都截止的状态。
半桥电路中，开关管开通瞬间存在着电流尖峰，是由于副边整流二极管的反向恢复造成的。
而当开关管由导通刚刚变为截止时，开关管两端除了承受电压2Vd之外，还有较高的电压尖峰，这也是由于变压器原边漏感和引线电感上贮存的能量释放引起的，由于二极管的D1, D2的箱位作用，开关管的端电压最高为Vd。
图2-2 半桥逆变电路结构图2.1.3 全桥逆变主电路全桥逆变电路与半桥电路的区别就是，用另外两只同样的开关管代替两只电容，如图2-3 全桥逆变电路结构图图2-3，全桥逆变电路的工作需要两组相位相反的驱动脉冲分别控制两对开关管，具体说就是Sl和S4同时通断，S2和S3同时通断。
当Sl和S4同时导通时，S2和S3截止，变压器的原边电压为下正上负的Vd；反之，当S2和S3同时导通时，S1和S4截止，变压器原边电压为上正下负的Vd。
在4只开关管都截止的死区时间内，开关管端电压和电压尖峰和半桥电路类似。
开关管刚刚导通时的电流尖峰也同半桥电路类似。
5第2.2节设计指标及要求开关电源的设计首先要选择合适的电路拓扑结构，而合适的主电路结构由明确的设计指标确定。
众所周知，汽车内部有一个输出12V的直流电，一般供点烟器使用，也可以为其它电器提供甩力。
但不便的是它仅能提供直流电，而一般设备都使用220V交流电，这使得众多电器不能在汽车上使用。
车载逆变电源将轿车蓄电池的直流12V(卡车为24V)转换为220V交流电。
由于逆变电源直接在汽车上使用，而汽车又是高档消费品，要求无论在何种情况下对汽车有保护作用，即要求该车载逆变电源输入输出实现电气隔离。
同时，由于逆变器输出功率较大，蓄电池输出电流较大，要求蓄电池不能出现溃电，即蓄电池电压不能降得太低，以确保汽车能够正常启动，因此，要求车载电源应该有输入欠压保护以及输入极性反接保护。
据调查，汽车上使用的电器多为商用或一般生活用，例如手提电脑、手机充电器、汽车DVD、小型电视等，对交流电压波形要求不是很高，方波即可，不必需要正弦波，考虑成本以及市场需求，本课题选择方波输出。
除上述要求外，逆变电源应该具有其它电源的过流、短路和过载保护。
车载逆变电源的详细指标及要求如以下各表所示。
表2-1 输入电压电流指标表2-3 电源保护要求表2-4 其他要求67第2.3节 主电路的研究与设计开关电源常用的主要拓扑结构有升压(Boost 式、降压(Buck)式、升降压式、推挽结构、半桥和全桥结构。
根据本课题的要求及指标，结合各种拓扑结构的特点，本课题选择了推挽电路和全桥逆变电路两种拓扑结构作为主电路的基本电路。
输入电压经推挽变换器逆变成交流电后经高频变压器升压、高频整流、高压滤波和得到高压直流(DCHV)。
高压直流再经全桥逆变最终输出交流电。
2.3.1 系统的基本原理本逆变电源输入端为蓄电池+12V ，输出端为工频方波电压(5OHz,220V ),其结构框图如图2-4所示。
图2-4 方波逆变器的结构框图2.3.2 前级升压电路前级升压主电路由低压(输入)滤波电感1L 、滤波电容1C 、推挽变换器、高频变压器T,整流二极管3D ～6D 、高压滤波电感2L 和滤波电容2C 构成。
如图2-5所示，虚线左侧为升压电路主电路。
(1) 工作原理推挽(Push-pull)变换器左侧为推挽逆变器，逆变器由具有中心抽头的变压器T 、两只开关管1Q 、2Q 构成，1Q 、2Q 是完全对称结构，且1Q 和2Q 的发射极接电源负极，不需要隔离，驱动十分方便。