车载纯正弦逆变器分析与设计方案实用教案

1、1车载(ch zi)逆变器分类车载逆变器按照输出波形分为修正正弦波（方波）和纯正弦逆变器两种，国内市场以修正正弦逆变器居多；纯正弦车载逆变器多为一些高端汽车用户使用。车载逆变器按照隔离升压部分的拓扑分为工频机和高频机两种，其中工频机隔离升压采用工频变压器，具有笨重、功率密度低的缺点(qudin)，实际应用不多。第1页/共20页第一页，共21页。2纯正纯正(chnzhng)弦逆变器与方波逆变器综合性能弦逆变器与方波逆变器综合性能比较比较纯正弦波逆变器纯正弦波逆变器修正正弦波逆变器修正正弦波逆变器带载能力带载能力强强,负载适应性好负载适应性好稍弱稍弱满载转换效率满载转换效率90%-92%90%-9

2、4%SCR整流调整流调压性负载压性负载可以完全适应可以完全适应可以工作，但不能实现调压可以工作，但不能实现调压技术难度技术难度稍高稍高一般一般成本成本高高低廉低廉EMC要求要求较容易实现较容易实现可以满足可以满足空间要求空间要求稍大稍大一般一般第2页/共20页第二页，共21页。3 修正(xizhng)正弦波（方波） 纯正弦波 第3页/共20页第三页，共21页。4设计规范与功能设计规范与功能(gngnng)要求要求 逆变器整机设计要求(yoqi) 逆变器测试要求(yoqi)第4页/共20页第四页，共21页。5逆变器整机设计(shj)要求输入电压范围：DC12V-14.5V输出功率：200W输出电

3、压：220V3%输出频率：500.2HZ输出波形：纯正弦波波形失真度:THD50HZ/220V正弦AC输出的转换(zhunhun)第9页/共20页第九页，共21页。10关键技术分析(fnx) SPWM实现 提高整机效率 可靠的高频高压(goy)全桥逆变电路设计 安装空间的充分利用第10页/共20页第十页，共21页。11SPWM实现(shxin) SPWM有硬件和软件两种方式实现 硬件SPWM的发生原理是用失真度极小的正弦波做参考电压，与正三角(snjio)波(双边调制)或锯齿波(单边调制)通过高速比较器比较，得到一串占空比按照正弦规律变化的矩形波（即SPWM波形），调制方式又分为单极性调制和双

4、极性调制两种，如下图所示为单边双极性SPWM调制的硬件实现方式。第11页/共20页第十一页，共21页。12SPWM实现(shxin)硬件SPWM调制电路可以全部由硬件电路组成（主要包括时钟电路、参考正弦波发生电路、三角波发生电路和高速比较电路），也可以某一功能(gngnng)部分由MCU产生，如参考正弦波发生电路可以由MCU的D/A接口+RC低通滤波器产生。但总的来说硬件SPWM调制电路结构复杂，容易增加故障点；另外考虑到温漂等物理现象，对电路的器件选择也提出了要求，如果用RC做时钟电路的话，则输出频率会出现不精准温漂大的现象，有必要另外采用晶振和数字分频电路做时钟，结果进一步增加了电路的复杂

5、性。第12页/共20页第十二页，共21页。13SPWM实现(shxin)数字SPWM则直接由MCU的PWM口输出占空比按照正弦规律变化的矩形波，经过驱动(q dn)电路做电路放大后直接驱动(q dn)全桥电路，具有结构简单的优点，另外由于MCU时钟采用晶振电路，具有很高的温度稳定性，输出频率比较精准。目前的低端MCU产品的PWM模块是按照边沿对齐的方式发生的，只能实现单边SPWM发生，一些高端MCU的PWM模块具有边沿对齐和中心对齐两种选择，可以方便的实现单边调制和双边调制，二者对整机的影响仅体现在输出的谐波成分组成上，只要采取合理的滤波措施，两种方式区别不大。第13页/共20页第十三页，共2

6、1页。14提高(t go)整机效率n车载逆变器的整机损耗主要体现在前级电路车载逆变器的整机损耗主要体现在前级电路(dinl)，NFA首次将首次将ZVS技术技术引入了车载逆变器，使前级电路引入了车载逆变器，使前级电路(dinl)的效率提高到的效率提高到95%以上，从而保证以上，从而保证了大于了大于90%的整机效率的整机效率第14页/共20页第十四页，共21页。15可靠的高频高压(goy)全桥逆变电路设计n与其它车载电器与其它车载电器(如镇流器如镇流器)不同不同,车载逆变器面对的负载千变万化车载逆变器面对的负载千变万化,高高频高压频高压(goy)的全桥逆变电路直接连接负载的全桥逆变电路直接连接负载

7、(严格地说严格地说,二者之间有二者之间有LC通滤波器相隔通滤波器相隔),因此对全桥电路包括其驱动电路的可靠性设计提出因此对全桥电路包括其驱动电路的可靠性设计提出了较高的要求。了较高的要求。NFA正弦波逆变器的后级电路设计考虑了高频工作下正弦波逆变器的后级电路设计考虑了高频工作下全桥及其驱动电路所有可能发生的由负载和寄生参数引起的瞬态现象，全桥及其驱动电路所有可能发生的由负载和寄生参数引起的瞬态现象，具有极高的可靠性。具有极高的可靠性。第15页/共20页第十五页，共21页。16安装(nzhung)空间的充分利用nNFA作为车载逆变器专业制造厂商，在十余年开发经历中，积累了丰富作为车载逆变器专业制

8、造厂商，在十余年开发经历中，积累了丰富的设计经验，在空间利用率上也具有的设计经验，在空间利用率上也具有(jyu)很多自己的独到之处很多自己的独到之处,可以可以保证在规定的空间内达到设计目标。保证在规定的空间内达到设计目标。第16页/共20页第十六页，共21页。17NFA纯正弦逆变器实现纯正弦逆变器实现(shxin)方案方案第17页/共20页第十七页，共21页。18NFA纯正弦逆变器输出纯正弦逆变器输出(shch)波形波形第18页/共20页第十八页，共21页。19谢谢(xi xie)谢 谢！第19页/共20页第十九页，共21页。20感谢您的观看(gunkn)！第20页/共20页第二十页，共21页。NoImage内容(nirng)总结1。车载逆变器按照输出波形分为修正正弦波（方波）和纯正弦逆变器两种，。