車載純正弦逆變器分析與設(shè)計方案實用教案

1、1車載(ch zi)逆變器分類車載逆變器按照輸出波形分為修正正弦波（方波）和純正弦逆變器兩種，國內(nèi)市場以修正正弦逆變器居多；純正弦車載逆變器多為一些高端汽車用戶使用。車載逆變器按照隔離升壓部分的拓?fù)浞譃楣ゎl機和高頻機兩種，其中工頻機隔離升壓采用工頻變壓器，具有笨重、功率密度低的缺點(qudin)，實際應(yīng)用不多。第1頁/共20頁第一頁，共21頁。2純正純正(chnzhng)弦逆變器與方波逆變器綜合性能弦逆變器與方波逆變器綜合性能比較比較純正弦波逆變器純正弦波逆變器修正正弦波逆變器修正正弦波逆變器帶載能力帶載能力強強,負(fù)載適應(yīng)性好負(fù)載適應(yīng)性好稍弱稍弱滿載轉(zhuǎn)換效率滿載轉(zhuǎn)換效率90%-92%90%-9

2、4%SCR整流調(diào)整流調(diào)壓性負(fù)載壓性負(fù)載可以完全適應(yīng)可以完全適應(yīng)可以工作，但不能實現(xiàn)調(diào)壓可以工作，但不能實現(xiàn)調(diào)壓技術(shù)難度技術(shù)難度稍高稍高一般一般成本成本高高低廉低廉EMC要求要求較容易實現(xiàn)較容易實現(xiàn)可以滿足可以滿足空間要求空間要求稍大稍大一般一般第2頁/共20頁第二頁，共21頁。3 修正(xizhng)正弦波（方波） 純正弦波 第3頁/共20頁第三頁，共21頁。4設(shè)計規(guī)范與功能設(shè)計規(guī)范與功能(gngnng)要求要求 逆變器整機設(shè)計要求(yoqi) 逆變器測試要求(yoqi)第4頁/共20頁第四頁，共21頁。5逆變器整機設(shè)計(shj)要求輸入電壓范圍：DC12V-14.5V輸出功率：200W輸出電

3、壓：220V3%輸出頻率：500.2HZ輸出波形：純正弦波波形失真度:THD50HZ/220V正弦AC輸出的轉(zhuǎn)換(zhunhun)第9頁/共20頁第九頁，共21頁。10關(guān)鍵技術(shù)分析(fnx) SPWM實現(xiàn) 提高整機效率 可靠的高頻高壓(goy)全橋逆變電路設(shè)計 安裝空間的充分利用第10頁/共20頁第十頁，共21頁。11SPWM實現(xiàn)(shxin) SPWM有硬件和軟件兩種方式實現(xiàn) 硬件SPWM的發(fā)生原理是用失真度極小的正弦波做參考電壓，與正三角(snjio)波(雙邊調(diào)制)或鋸齒波(單邊調(diào)制)通過高速比較器比較，得到一串占空比按照正弦規(guī)律變化的矩形波（即SPWM波形），調(diào)制方式又分為單極性調(diào)制和雙

4、極性調(diào)制兩種，如下圖所示為單邊雙極性SPWM調(diào)制的硬件實現(xiàn)方式。第11頁/共20頁第十一頁，共21頁。12SPWM實現(xiàn)(shxin)硬件SPWM調(diào)制電路可以全部由硬件電路組成（主要包括時鐘電路、參考正弦波發(fā)生電路、三角波發(fā)生電路和高速比較電路），也可以某一功能(gngnng)部分由MCU產(chǎn)生，如參考正弦波發(fā)生電路可以由MCU的D/A接口+RC低通濾波器產(chǎn)生。但總的來說硬件SPWM調(diào)制電路結(jié)構(gòu)復(fù)雜，容易增加故障點；另外考慮到溫漂等物理現(xiàn)象，對電路的器件選擇也提出了要求，如果用RC做時鐘電路的話，則輸出頻率會出現(xiàn)不精準(zhǔn)溫漂大的現(xiàn)象，有必要另外采用晶振和數(shù)字分頻電路做時鐘，結(jié)果進一步增加了電路的復(fù)雜

5、性。第12頁/共20頁第十二頁，共21頁。13SPWM實現(xiàn)(shxin)數(shù)字SPWM則直接由MCU的PWM口輸出占空比按照正弦規(guī)律變化的矩形波，經(jīng)過驅(qū)動(q dn)電路做電路放大后直接驅(qū)動(q dn)全橋電路，具有結(jié)構(gòu)簡單的優(yōu)點，另外由于MCU時鐘采用晶振電路，具有很高的溫度穩(wěn)定性，輸出頻率比較精準(zhǔn)。目前的低端MCU產(chǎn)品的PWM模塊是按照邊沿對齊的方式發(fā)生的，只能實現(xiàn)單邊SPWM發(fā)生，一些高端MCU的PWM模塊具有邊沿對齊和中心對齊兩種選擇，可以方便的實現(xiàn)單邊調(diào)制和雙邊調(diào)制，二者對整機的影響僅體現(xiàn)在輸出的諧波成分組成上，只要采取合理的濾波措施，兩種方式區(qū)別不大。第13頁/共20頁第十三頁，共2

6、1頁。14提高(t go)整機效率n車載逆變器的整機損耗主要體現(xiàn)在前級電路車載逆變器的整機損耗主要體現(xiàn)在前級電路(dinl)，NFA首次將首次將ZVS技術(shù)技術(shù)引入了車載逆變器，使前級電路引入了車載逆變器，使前級電路(dinl)的效率提高到的效率提高到95%以上，從而保證以上，從而保證了大于了大于90%的整機效率的整機效率第14頁/共20頁第十四頁，共21頁。15可靠的高頻高壓(goy)全橋逆變電路設(shè)計n與其它車載電器與其它車載電器(如鎮(zhèn)流器如鎮(zhèn)流器)不同不同,車載逆變器面對的負(fù)載千變?nèi)f化車載逆變器面對的負(fù)載千變?nèi)f化,高高頻高壓頻高壓(goy)的全橋逆變電路直接連接負(fù)載的全橋逆變電路直接連接負(fù)載

7、(嚴(yán)格地說嚴(yán)格地說,二者之間有二者之間有LC通濾波器相隔通濾波器相隔),因此對全橋電路包括其驅(qū)動電路的可靠性設(shè)計提出因此對全橋電路包括其驅(qū)動電路的可靠性設(shè)計提出了較高的要求。了較高的要求。NFA正弦波逆變器的后級電路設(shè)計考慮了高頻工作下正弦波逆變器的后級電路設(shè)計考慮了高頻工作下全橋及其驅(qū)動電路所有可能發(fā)生的由負(fù)載和寄生參數(shù)引起的瞬態(tài)現(xiàn)象，全橋及其驅(qū)動電路所有可能發(fā)生的由負(fù)載和寄生參數(shù)引起的瞬態(tài)現(xiàn)象，具有極高的可靠性。具有極高的可靠性。第15頁/共20頁第十五頁，共21頁。16安裝(nzhung)空間的充分利用nNFA作為車載逆變器專業(yè)制造廠商，在十余年開發(fā)經(jīng)歷中，積累了豐富作為車載逆變器專業(yè)制

8、造廠商，在十余年開發(fā)經(jīng)歷中，積累了豐富的設(shè)計經(jīng)驗，在空間利用率上也具有的設(shè)計經(jīng)驗，在空間利用率上也具有(jyu)很多自己的獨到之處很多自己的獨到之處,可以可以保證在規(guī)定的空間內(nèi)達到設(shè)計目標(biāo)。保證在規(guī)定的空間內(nèi)達到設(shè)計目標(biāo)。第16頁/共20頁第十六頁，共21頁。17NFA純正弦逆變器實現(xiàn)純正弦逆變器實現(xiàn)(shxin)方案方案第17頁/共20頁第十七頁，共21頁。18NFA純正弦逆變器輸出純正弦逆變器輸出(shch)波形波形第18頁/共20頁第十八頁，共21頁。19謝謝(xi xie)謝 謝！第19頁/共20頁第十九頁，共21頁。20感謝您的觀看(gunkn)！第20頁/共20頁第二十頁，共21頁。NoImage內(nèi)容(nirng)總結(jié)1。車載逆變器按照輸出波形分為修正正弦波（方波）和純正弦逆變器兩種，。