500VA车载正弦波逆变电源设计_范玲莉

车载逆变器将汽车蓄电池12V直流电转换成220V／50Hz交流电，供便携式电子产品和日常电器如笔记本电脑、手机充电器、车载冰箱等使用。目前大多数车载逆变器输出为修正方波，不适用于感性负载的场合，限制了其使用的范围。正弦波逆变弥补了方波逆变的不足，适用于各种类型的负载，成为今后市场需求的发展趋势。目前正弦波车载逆变器主要采用推挽升压和全桥逆变的结构，其中推挽变流器存在输入电流纹波大，开关管工作在硬开关状态，二极管反向恢复问题严重，效率低，可靠性差等问题。针对目前车载正弦波逆变器存在的问题，本文分析了目前在低压输入、高压输出场合的高增益变流器，采用了输入并联输出串联结构有源箝位Flyback．Forward变流器和全桥SPWM逆变器的两级结构，实现了高增益、高效率和高功率密度变换。本文首先详细介绍了DC／DC变流器的工作原理和静态工作点分析，阐述了主电路参数设计原则和过程。通过仿真分析不同的电路参数差异性对DC／DC变流器均流特性的影响，验证了该变流器具有一定的自动均流能力，当占空比差异在一定的范围内时，系统仍能正常工作。为了保证系统的动态和稳态性能，论文还建立了DC／DC变流器的小信号模型，在此基础上对DC／DC变流器采用了输出电压外环和输入电流内环的双环控制，逆变器采用了直流母线电压前馈控制方式，利用单片机实现数字化SPWM控制。根据实际应用要求，设计了相应的输入欠压／过压、输入／输出过流、直流母线过压、机内过热保护电路，以确保系统在安全范围内工作。此外，本文还对系统的损耗进行了详细的分析计算，为系统的热设计和效率优化提供了一定的理论依据。最后搭建了一台500VA的实验样机，实验结果表明，与传统的方案相比该方案具有效率高．体积小，噪音低、可靠性高等优点。