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。本文所介绍的逆变电源电路主要采用集成化芯片包括了TL494、SG3525作为PWM的控制器，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，使得电路结构简单、性能稳定、成本较低。因此这种电路是一种控制简单、可靠性较高、性能较好的电路

关键词: 车载电源逆变电路 IGBT PWM

前言

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。有了它就可以在汽车上使用通常在家庭里才能使用的电器，比如车载音响、便携电脑、电视机、打印机、传真机、游戏机、摄像机、数码相机等设备或对其机内电池进行充电，大功率的逆变器，还可以带动电钻、电热水器、微波炉等大功率电器，也常应用医疗急救仪器、军用车载设备等，现在已经发展为可应用于各个行业领域，不仅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气设备提供交流电。在交通发达的欧美国家，车载逆变器早已成为每辆汽车的必备工具。目前车载动力电源已经成为是未来汽车发展的一个重要方向。对于以电池供电的全电动力系统或者以发动机和蓄电池混合动力系统而言，车载电源的设计的信息和资源,应达到简化、减少传感器数量、避免控制功能重复、提高系统可靠性和可维护性、降低成本、更好地匹配和协调各个控制系统的目的。减少不可再生能源的利用，减少污染气体排放。降低成本，保护环境，绿化世界。本文所设计的电动汽车能源设计方案，基本能够实现节约能源，优化发动机工作效率的目的，并且技术相对比较成熟，具有高度灵活性、简单的扩展性、优良的抗干扰性和处理错误能力，对于提高汽车的动力性、操作稳定性、安全性都有重要意义。

车载电源

（1）车载电源

车载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。它在各个行业及日常生活中得到了广泛的应用，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。方波逆变是一种低成本，极为简单的变换方式。它适用于各种整流负载，但是对于变压器的负载的适应不是很好，有较大的噪声。据统计，国内配备这种转换器的车还不足20%，加之每年汽车销量居高不下，因而电源转换器在国内有很大的市场前景。

（2）车载电源优点

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。价格它具有可编程动态输出电压、高精度稳频稳压按键式快速调节电压、频率、高精度显示:电压、电流、频率、有功功率、输出电压0～300V可调可模拟世界各国各地国电压具有过压、过流、过载、超温等多重保护及报警功能我们的准正弦波电力逆变电源内设有欠压警示和欠压保护电路，当长时间使用电瓶导致电压下降10V时，欠压保护电路启动，输出电压切断并报警，以防止因电瓶电压过低而无法启动发动机的事故。因此，用户可以在发电机关闭的状态使用车载逆变电源车。

设计控制要求

车载电源系统设计是关系车辆性能的一个重要因素。设计时需要考虑综合车辆总体设计方案和外部使用环境，为了节约电源，还需要设计一定的控制策略保证电源的最佳利用。所以很有必要对全电车辆的电源管理系统进行深入探讨。

本次的设计就是可以要把汽车内的蓄电池组的里的12V直流电源转变为市电220V/50HZ交流电。先查阅相关资料熟悉了解各个设计模块工作原理，首先介绍了驱动电路芯片和的使用，设计驱动和保护电路、欠电压保护电路和过流保护电路。应画出系统的框图、各个模块的设计的电路图，各个芯片的外部接线图。计算各个模块的各个元件的额定电压额定电流等，以及各个元件参数选型，以及本文阐述了要求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。