车载纯正弦逆变器分析与设计方案
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。
一种车载纯正弦波微型逆变器设计
一种车载纯正弦波微型逆变器设计陆忠芳【摘要】车载纯正弦波逆变器已经存在于高档进口汽车中,方便用户生活.该设计实现一种车载纯正弦波微型逆变器,功率为150W,输电压220VAC(纯正弦波),频率50HZ,适合于汽车前装市场.系统采用两级完成逆变,前级升压,后级逆变(SPWM控制),纯正弦波输出.设计特点:高压电解电容不发烫,适合全封闭外壳,无风扇,可靠性高,寿命长.【期刊名称】《电子制作》【年(卷),期】2016(000)012【总页数】1页(P6)【关键词】车载;纯正弦波;逆变器;SPWM;H桥【作者】陆忠芳【作者单位】康奋威科技(杭州)有限公司浙江杭州 310051【正文语种】中文【文章摘要】车载纯正弦波逆变器已经存在于高档进口汽车中，方便用户生活。
该设计实现一种车载纯正弦波微型逆变器，功率为150W，输电压220VAC（纯正弦波），频率50HZ，适合于汽车前装市场。
系统采用两级完成逆变，前级升压，后级逆变（SPWM控制），纯正弦波输出。
设计特点：高压电解电容不发烫，适合全封闭外壳，无风扇，可靠性高，寿命长。
车载；纯正弦波；逆变器；SPWM；H桥系统设计的主要参数，输入电压12V系统，输入电流15A，输出电压220VAC （纯正弦波），频率50Hz。
系统主要包括升压电路，逆变电路，以及升压控制板，逆变控制板，辅助供电等。
其中升压电路和升压控制板共同完成升压功能，逆变控制板和逆变电路共同完成逆变功能。
系统的整体框图如图1 所示。
2.1 升压电路升压电路，实际是一个DC-DC电路，完成低压到高压的转换。
这里的低压指汽车电瓶浮充电压，主要为电压范围13.8V～14.7V，但考虑汽车运行过程中发动机功率输出变化对充电电压的影响，适当提高设计的适应能力，输入电压选择11.5V～15.5V。
输出高压用于逆变前端输入电压，所以需要高于220VAC的整流直流最高电压311V，这里设计范围为320V～435V。
正弦波逆变电路
车载修正弦波逆变电源在一些交通运载、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。
本文介绍了各部分的工作原理，重点阐述参考正弦发生器及高压悬浮驱动电路的设计。
1 系统组成系统组成框图如图1所示由权电阻网络与集成运算放大器构成的可编程增益放大器产生阶梯波参考正弦，UC3637用作正弦脉宽调制器。
产生的SPWM波经专用高压悬浮驱动器IR211O后，送至逆变电路(半桥)上下桥臂功率开关的门极逆变电路的输出经滤波隔离得到输出电压u0，u0经PI调节器后提供参考正弦发生器的控制电压，调节参考正弦的幅值(即调节ma)达到调节输出电压的目的。
逆变主电路拓朴结构如图2所示，这是一常规的半桥电路。
2 控制电路由SPWM工作模式知，控制电路须产生两个基本信号，即参考正弦波调制信号和三角波载波信号，并将调制波和载波送到正弦脉宽调制电路产生SPWM脉冲波，由驱动电路控制主电路中相应的功率开关模块。
2.1 正弦调制波产生电路正弦调制波产生电路如图3所示。
CD4067为16选1模拟开关。
R1～R8为加权电阻(简称“权电阻”)，其值与采样时刻ωti有关，i 为采样序号。
为便于时间量化和数控采样，以及兼顾功率器件的工作频率，选择mf为整数且为偶数。
例如mf=30．期望的输出频率f8(即调制频率)为400Hz，则器件的开关频率f8=12kHz，在IGBT优选的工作频率之内，鉴于正弦波的对称性．仅算出T/4(T为调制波的周期)的权电阻即町。
不难理解R8是ωti=90°时的权电阻值，半周内是以R8为中心两边对称，连接关系如图3中所示。
3000W纯正弦波逆变器设计报告
3000W纯正弦波逆变器一、机器基本参数标称功率3000W持续功率；2800W峰值功率6000W2S；整机效率：87%以上300次开机短路，200次短路开机过载保护3200W3S短路立即保护欠压保护20V延时5S关断，过压30V保护立即关断过热保护：65度二、此款逆变器的基本情况（架构，组成）总括的说，这是一款24V逆变器，这款逆变器由三个部分组成，1、前级驱动板；2、后级驱动板；3、功率主板。
1、前级驱动板上主要是由三个小部分组成，一个辅助电源部分，一个部分是PWM驱动，第三个部分是保护部分；2、后级驱动板主要由三个部分组成，一个是SPWM信号的产生（单片机完成）部分，一个是硬件RC死区时间设置部分；再一个就是IR2110的驱动部分。
3、功率主板主要由四个部分组成，一个是前级升压及整流滤波，第二个是后级H全桥正弦变换部分，第三个是稳压反馈部分；第四个是LC滤波部分三、电路结构及原理分析1、前级驱动板A、辅助电源电路的功能就是将功24V的电池电压降到13-15V左右然后再经过LM7812稳成12V后供给整机电路的控制部分供电，先上图：在这个电路中，BT输入电压范围可以达到15-36V,而输出稳定在12V.Q1也可以用P型的MOS管，适当的选取不同型号的P管可以将电压做到60V左右。
下面来讲一下这个电路的工作原理，电路起动的瞬间，电源通过R21提供Q1足够大的基极电流，Q1饱和导通，其集电极电流一部分通过L1给C121充电供给负载，一部分储存在L1里。
当C21两端的电压超过15V时Q4导通，Q3也导通导致Q1的基极电位上升，电流减小，C12的上端的电位下降，由于C12两端的电压不能突变，Q3基极的电位继续迅速下降，Q1的基极电位迅速上升直到快速关断，Q1关断后L1的储能通过续流二极管D7释放给C15和负载，然后开始下一个周期的循环。
B、PWM驱动部分先上图，再做解析这是一个SG3525和专业MOS驱动TC4452组成的强驱动能力驱动电路，TC4452的驱动能力和反应时间都相当的惊人，内部集成了MOS图腾，驱动能力达到了13A。
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。
基于PIC单片机的纯正弦车载逆变电源设计
基于ＰＩＣ单片机的纯正弦车载逆变电源设计作者：黄靖来源：《海峡科学》2008年第08期[摘要] 设计一款以PIC单片机为控制核心的车载逆变电源，单片机作为正弦脉冲宽度调制（SPWM）的控制器，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。
[关键词] 车载逆变电源正弦脉宽调制单片机1 引言随着社会的发展，人民生活水品的不断提高，汽车逐渐进入了大众的家庭中，有车族们已经不仅仅将汽车作为一种代步工具了，而开始将其作为一种享受生活的工具。
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等等，而这些电子设备一般都需要用市电220V供电，汽车所能提供的电源是蓄电池，一般小车是12V，因此要使用这些设备必须配备电源转换器，即车载逆变电源。
车载逆变电源一般使用汽车电瓶或者点烟器供电，将汽车蓄电池的 12V直流电转变成一般电器所需要的220V交流电。
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。
传统车载逆变电源都是准正弦波的逆变电源，也就是输出的交流电是方波220V，多采用PWM集成控制芯片控制逆变电路输出，如SG3525或TL494，存在着输出谐波大，效率低等问题，适用的负载较窄。
本文介绍了一种输出为稳定、平滑的纯正弦波的车载逆变电源，以PIC单片机作为主控制器，产生逆变器的SPWM信号，经输出滤波后可等到标准的正弦波，同时具有稳压、过流保护、欠压保护等功能，使逆变电源的适用负载更广。
2 纯正弦车载逆变电源系统原理纯正弦车载逆变电源系统原理如图1所示，主电路部分：蓄电池的12V直流电通过DC/DC升压电路升压为350V的高压直流电，DC/AC逆变电路将高压直流电转变为交流SPWM波，通过LC滤波后得到纯正弦的220V/50HZ交流电。
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 。
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。
基于EG8010的车载正弦波逆变电源设计
基于EG8010的车载正弦波逆变电源设计钟宇明;李温泉【摘要】本文设计了一种基于EG8010的车载正弦波逆变电源.介绍了逆变电源的基本电路结构,蓄电池12V电压经推挽升压电路升压并隔离后,再经全桥逆变后得到220 V/50 Hz正弦交流输出.重点论述了逆变部分中,基于纯正弦波逆变控制器芯片EG8010的控制电路,以及IR2110的自举驱动电路.设计的逆变电源实验样机运行稳定可靠,良好的实验结果证明了设计的正确性.【期刊名称】《船电技术》【年(卷),期】2017(037)004【总页数】3页(P74-76)【关键词】车载逆变电源;逆变电路;EG8010【作者】钟宇明;李温泉【作者单位】深圳职业技术学院机电学院,广东深圳518055;深圳职业技术学院机电学院,广东深圳518055【正文语种】中文【中图分类】TM464车载逆变电源是将汽车蓄电池上的直流电转换为交流电，供一般交流电器产品使用，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，比如笔记本电脑、手机充电器、电视机、医疗急救仪器备等，可应用于各个行业领域。
车载逆变电源按输出可分为以下几类：一类是方波逆变器，输出质量较差的方波交流电，其正向最大值到负向最大值之间是瞬时切换，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，不能带感性负载。
第二类是准正弦波逆变器，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，连续性不好。
第三类是正弦波逆变器，输出高质量的正弦交流电，能够带动任何种类的负载，但技术要求和成本均高。
为保证安全，很多车载逆变电源把低压输入与高压输出进行隔离。
在车载逆变电源中，有的采用简单的工频变压器隔离方式，即直流输入先直接逆变成交流电，然后接工频升压变压器进行升压并隔离。
其缺点是变压器体积庞大。
另一种方法就是采用高频变压器进行隔离，变压器体积很小。
本文设计了一种高性能的高频变压器隔离型纯正弦波车载逆变电源。
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。
纯正弦波逆变器电路图大全(数字式-自举电容-光耦隔离反馈电路图详解)
纯正弦波逆变器电路图大全（数字式/自举电容/光耦隔离反馈电路图详解）纯正弦波逆变器电路图（一）基于高性能全数字式正弦波逆变电源的设计方案逆变电源硬件结构如图2所示。
主要包括直流推挽升压电路、正弦逆变电路、输出滤波电路、驱动电路、采样电路、主控制器和点阵液晶构成。
其中，直流升压部分将输入电压升高至输出正弦交流电的峰值以上的母线直流电压，正弦逆变部分将母线直流电压逆变后经输出滤波电路得到正弦式交流电，采样电路则对母线电压、母线电流、输出电压、输出电流、输入电压进行采样，以实现短路保护、过压欠压保护、过流保护、闭环稳压等功能。
驱动电路的功能是将驱动信号的逻辑电平进行匹配放大，以满足驱动功率管的要求。
控制电路的功能是产生驱动信号，并对采样信号进行处理，以实现复杂的系统功能。
点阵液晶的功能是显示系统工作信息，如果输出电压、电流以及保护信息等。
1）主控制器主控制器选用STM32F103VE增强型单片机，STM32系列单片机是意法半导体公司专门为高性能、低成本、低功耗的嵌入式应用设计的产品。
此单片机采用哈佛结构，使处理器可以同时进行取址和数据读写操作，处理器的性能高达1.25 MIPS/MHz.支持单周期硬件乘除法，最高时钟频率72 M，最大可达512 kB片上Flash及64 kB片上RAM.同时具有多达30路PWM及3个12位精度的ADC等众多适合做逆变及电机驱动的外设。
在本系统中用于产生PWM、SPWM驱动信号，并对采样信号进行处理，以完成稳压反馈及保护功能，并驱动点阵液晶显示系统信息。
考虑实际的功率管及驱动芯片的速度，升压PWM波的频率为20 kHz，逆变SPWM波的频率为18 kHz.根据调制方法的不同，SPWM驱动信号形式可以分为：双极性、单极性和单极性倍频。
由于双极性调制失真度小，故本设计中SPWM 采用双极性驱动方式。
2）点阵液晶选用LPH7366型点阵液晶，具有超低功耗的特点。
用于显示系统当前的工作状态，如输出电压、输出电流、输入电压等信息。
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
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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。
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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
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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
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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
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SPWM实现
SPWM有硬件和软件两种方式实现 硬件SPWM的发生原理是用失真度极小的正弦波做参考电压，与正 三角波(双边调制)或锯齿波(单边调制)通过高速比较器比较，得到一 串占空比按照正弦规律变化的矩形波（即SPWM波形），调制方式又 分为单极性调制和双极性调制两种，如下图所示为单边双极性SPWM 调制的硬件实现方式。
设计规范与功能要求
逆变器整机设计要求
逆变器测试要求
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逆变器整机设计要求
输入电压范围：DC12V-14.5V 输出功率：200W 输出电压：220V±3% 输出频率：50±0.2HZ 输出波形：纯正弦波 波形失真度:THD<2%（线性负载） 过载能力：根据负载实际情况，提供短时间过载能力 工作温度范围：-40℃(TuB)到105℃(ToB); 120℃持续30 分钟 动态电压瞬变范围:0-100%负载变化，〈±4% 效率：大于90% LED功能显示定义 过压、欠压、过温、过流、过载、短路等故障、报警保护和恢复功能 整机无风机散热，但工作发热量不能引起自身和周围零件变形和损伤
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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
关键技术分析
NFA纯正弦波逆变器实现方案
NFA纯正弦波逆变器输出波形
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SPWM实现
数字SPWM则直接由MCU的PWM口输出占空比按照正弦规律变化的 矩形波，经过驱动电路做电路放大后直接驱动全桥电路，具有结构简 单的优点，另外由于MCU时钟采用晶振电路，具有很高的温度稳定性 ，输出频率比较精准。目前的低端MCU产品的PWM模块是按照边沿 对齐的方式发生的，只能实现单边SPWM发生，一些高端MCU的 PWM模块具有边沿对齐和中心对齐两种选择，可以方便的实现单边 调制和双边调制，二者对整机的影响仅体现在输出的谐波成分组成上 ，只要采取合理的滤波措施，两种方式区别不大。
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纯正弦逆变器的工作原理分析
系统框图
工作原理分析
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修正正弦波逆变器 稍弱 90%-94% 可以工作，但不能实现调压 一般 低廉 可以满足 一般
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修正正弦波（方波）
纯正弦波
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逆变器测试要求
按照VW80101实施 EMC测试要求清单： TL82066： 传导干扰 TL82166： 射频干扰 TL82466： ESD TL965： 辐射干扰
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纯正弦逆变器与方波逆变器综合性能比较
纯正弦波逆变器 带载能力 满载转换效率 SCR整流调 压性负载 技术难度 成本 EMC要求 空间要求 强 ,负载适应性好 90%-92% 可以完全适应 稍高 高 较容易实现 稍大
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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。
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关键技术分析
SPWM实现 提高整机效率 可靠的高频高压全桥逆变电路设计 安装空间的充分利用
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系统框图
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工作原理分析
高频纯正弦逆变器整机分为前级和后级两部分 前级电路由直流电源输入+高频变压器+整流桥+直流高压滤波电路 组成，完成DC/DC的功能，即实现DC12V输入到至少DC320V输出 的转换 后级电路由SPWM全桥逆变器+LC低通滤波器组成，主要完成 HVDC—>50HZ/220V正弦AC输出的转换
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车载逆弦波（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。