车载正弦逆变电源设计

分享到:

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

直流电源Vs从脚15接入后分两路,一路加到或非门;另一路送到基准电压稳压器的输入端,产生稳定的+5V基准电压。+5V再送到内部(或外部)电路的其它元器件作为电源。

振荡器脚5须外接电容CT,脚6须外接电阻RT。振荡器频率f由外接电阻RT和电容CT决定,f=1.18/RTCT。逆变桥开关频率定为10kHz,取CT=0.22雾,RT=5k佟U竦雌鞯氖涑龇治铰一路以时钟脉冲形式送至双稳态触发器及两个或非门;另一路以锯齿波形式送至比较器的同相输入端,比较器的反向输入端接误差放大器的输出。误差放大器的输出与锯齿波电压在比较器中进行比较,输出一个随误差放大器输出电压高低而改变宽度的方波脉冲,再将此方波脉冲送到或非门的一个输入端。或非门的另两个输入端分别为双稳态触发器和振荡器锯齿波。双稳态触发器的两个输出互补,交替输出高低电平,将PWM脉冲送至三极管V1及V2的基极,锯齿波的作用是加入死区时间,保证V1及V2不同时导通。最后,V1及V2分别输出相位相差180°的PWM波。

1.2 SPWM调制信号的产生

要得到正弦电压的输出,就要使逆变电路的控制信号以SPWM方式控制功率管的开关,所得到的脉冲方波输出再经过滤波就可以得到正弦输出电压。通过SG3525来实现输出正弦电压,首先要得到SPWM的调制信号,而要得到SPWM调制信号,必须得有一个幅值在1~3.5V,按正弦规律变化的馒头波,将它加到SG3525脚2,并与锯齿波比较,就可得到正弦脉宽调制波。

实现SPWM的控制电路框图如图3(a)所示,实际电路各点的波形如图3(b)所示。

 

(a)SPWM控制电路框图


(b)SPWM电路主要节点的波形

图3 控制电路框图及各点波形

由图3可知,基准50Hz的方波是由555芯片生成的,用来控制输出电压有效值和基准值比较产生的误差信号,使其转换成50Hz的方波,经过低频滤波,得到正弦的控制信号。当电源输出电压发生变化时,会改变正弦信号的幅值,使得SG3525输出脉宽也发生相应的变化,这就构成了一个闭合的反馈回路,能有效稳定输出的波形。

继续阅读
基于SG3525A的车载逆变器设计方案

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,例如手机,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

逆变电源的模糊自适应整定PID控制方案

精彩活动