500VA車載正弦波逆變電源設計_范玲莉

車載逆變器將汽車蓄電池12V直流電轉換成220V／50Hz交流電，供便攜式電子產品和日常電器如筆記本電腦、手機充電器、車載冰箱等使用。目前大多數車載逆變器輸出為修正方波，不適用于感性負載的場合，限制了其使用的范圍。正弦波逆變彌補了方波逆變的不足，適用于各種類型的負載，成為今后市場需求的發展趨勢。目前正弦波車載逆變器主要采用推挽升壓和全橋逆變的結構，其中推挽變流器存在輸入電流紋波大，開關管工作在硬開關狀態，二極管反向恢復問題嚴重，效率低，可靠性差等問題。針對目前車載正弦波逆變器存在的問題，本文分析了目前在低壓輸入、高壓輸出場合的高增益變流器，采用了輸入并聯輸出串聯結構有源箝位Flyback．Forward變流器和全橋SPWM逆變器的兩級結構，實現了高增益、高效率和高功率密度變換。本文首先詳細介紹了DC／DC變流器的工作原理和靜態工作點分析，闡述了主電路參數設計原則和過程。通過仿真分析不同的電路參數差異性對DC／DC變流器均流特性的影響，驗證了該變流器具有一定的自動均流能力，當占空比差異在一定的范圍內時，系統仍能正常工作。為了保證系統的動態和穩態性能，論文還建立了DC／DC變流器的小信號模型，在此基礎上對DC／DC變流器采用了輸出電壓外環和輸入電流內環的雙環控制，逆變器采用了直流母線電壓前饋控制方式，利用單片機實現數字化SPWM控制。根據實際應用要求，設計了相應的輸入欠壓／過壓、輸入／輸出過流、直流母線過壓、機內過熱保護電路，以確保系統在安全范圍內工作。此外，本文還對系統的損耗進行了詳細的分析計算，為系統的熱設計和效率優化提供了一定的理論依據。最后搭建了一臺500VA的實驗樣機，實驗結果表明，與傳統的方案相比該方案具有效率高．體積小，噪音低、可靠性高等優點。