正弦波车载逆变器的逆变控制电路及

1、(19)中民*CCNN110033224488225588AA*(12)发明专利申请(10)申请公布号 CN 103248258(43)申请公布日 2013.08.14A(21)申请号201210030213.X(22)申请日2012.02.10(71)申请人美固电子 ()市龙岗区平湖镇芳地址 518111坑路 39 号省(72)发明人万小平(74)专利机构市顺天达专利商标44217人(51)Int.Cl.H02M 7/537 (2006.01)权利要求书1页说明书5页附图3页(54) 发明名称正车载逆变器的逆变电路及正车载逆变器(57) 摘要本发明涉及一种正制电路及相应的正车载逆变器的逆变控

2、车载逆变器，该逆变电路包括电压检测电路、电流检测电路、电压修正模块、SPWM 波发生模块和驱动电路 ；其中，电压检测电路和电流检测电路与正车载逆变器的DC/AC 逆变电路的直流输入端相连，分别将检测的直流输入电压和直流输入电流给电压修正模块 ；电压修正模块将根据检测的直流输入电流修正直流输入电压直流输入电压修正值给SPWM 波发生模块，计算并输出 SPWM 波给驱动电路，驱动 DC/AC 逆变电路将直流转换为稳定的交流。本发明采用直流电压前馈加直流电流补偿调节使输出交流电压稳定，不需要复杂的交流电压检测计算和比例输出稳定、工作可靠。运算，可以节省，且CN 103248258 A权利要求书CN

3、103248258 A1/1 页1. 一种正车载逆变器的逆变电路，其特征在于，包括电压检测电路、电流检测电路、电压修正模块、SPWM 波发生模块和驱动电路 ；所述电压检测电路和电流检测电路与正车载逆变器的 DC/AC 逆变电路的直流输入端相连，分别将检测的直流输入电压和直流输入电流给电压修正模块 ；所述电压修正模块与所述电压检测电路和电流检测电路相连，将根据所述直流输入电流修正的直流输入电压修正值给 SPWM 波发生模块 ；所述 SPWM 波发生模块与所述电压修正模块相连，将根据直流输入电压修正值和输出交流电压设定值计算产生的 SPWM 波给所述驱动电路驱动正逆变电路。车载逆变器的 DC/AC

4、2. 根据权利要求 1 所述的正车载逆变器的逆变电路，其特征在于，所述电压修正模块和 SPWM 波发生模块集成在逆变微器中。3. 根据权利要求 2 所述的正车载逆变器的逆变电路，其特征在于，所述电流检测电路包括第一IC、电阻 R8-R11 和电容 C4-C5，所述第一IC 的正向输入端通过IC 的正向输入端通过电阻 R9 与所述 DC/AC 逆变电路的直流电流检测端相连，且第一电容 C4 接地，所述第一IC 的反向输入端通过电阻 R8 接地，所述第一IC 的反向输入端和信号输出端之间连有电阻 R10，所述第一IC 的信号输出端通过电阻 R11 和电容C5 接地，且所述电阻 R11 和电容 C5

5、 之间的节点接入所述逆变微器。4. 根据权利要求 1 所述的正车载逆变器的逆变电路，其特征在于，所述电压修正模块进一步包括 ：线路压降计算单元和减法器 ；所述线路压降计算单元与所述电流检测单元相连，将根据所述直流输入电流和线路阻抗计算的线路压降给减法器 ；所述减法器与所述线路压降计算单元和电压检测单元相连，将所述直流输入电压与线路压降的差值作为直流输入电压修正值给所述 SPWM 波发生模块。5. 一种正车载逆变器，其特征在于，包括直流滤波电路、DC/DC 升压电路、DC/AC 逆变电路、交流滤波电路和升压电路，以及权利要求 1-4 中任意一项所述的正车载逆变器的逆变电路。2说明书CN 1032

6、48258 A1/5 页正车载逆变器的逆变电路及正车载逆变器技术领域0001本发明涉及车载逆变器技术领域，更具体地说，涉及一种正车载逆变器的逆变电路及相应的正车载逆变器。背景技术0002现有车载逆变器的模块框图如图 1 所示，包括直流滤波电路 10、DC/DC 升压电路20、DC/AC 逆变电路 30 和交流滤波电路 40，以及用于产生 PWM 波DC/DC 升压电路 20 的电路 60。直流输升压电路 50 及用于产生 SPWM 波DC/AC 逆变电路 30 的逆变入后先经过直流滤波电路 10 以减少纹波电流和抑制电磁干扰，再经过 DC/DC 升压电路 20将 DC12V 或 DC24V 变

7、换到高压直流，然后经过 DC/AC 逆变电路 30 将高压直流转换成 SPWM正脉宽调制的方波，最后经过交流滤波电路 40 输出 AC220V/50Hz 或 AC110V/60Hz 的正交流电压，如通过单相插座输出该交流电压。0003如图2 所示，逆变电路60 具体包括输出电压检测电路67、逆变微器68 和驱动电路 69。输出电压检测电路 67 连接交流滤波电路 40 的交流输出端，将交流输出电压反馈给逆变微器 68，逆变微器 68 根据交流输出电压的大小计算输出的 SPWM 波的脉冲宽度，将SPWM 波经过驱动电路69当检测到交流输出电压低于设定值时，逆变微信号给DC/AC 逆变电路30 实

8、现DC/AC 逆变。器 68 增大 SPWM 波的脉冲宽度，使交流输出电压升高 ；当检测到交流输出电压高于设定值时，逆变微器68 减小SPWM 波的脉冲宽度，使交流输出电压下降，即自动调节输出的 SPWM 波的脉冲宽度，从而使交流输出电压保持稳定。该过程具体如图 3 所示，逆变微器 68 根据反馈的交流输出电压实际值和交流输出电压设定值计算 SPWM 波调制系数和 SPWM 波占空比，然后输出 SPWM 波。0004然而，在上述方案中首先要准确测量交流输出电压的有效值的大小，而交流输出电压的有效值的采样计算是较为的，不仅要有足够的采样次数，逆变微器 68 还要进行大量的计算。如果检测交流输出电

9、压的峰值再计算有效值，受采样次数和输出波形的影响，检测结果会存在误差。同时在进行比例时，需要设定合适的比例系数和系数，否则当输入电压变化和负载变化时会出现超调或振荡现象，使输出电压不稳定。发0005本发明要解决的技术问题在于 算处理较为复杂的缺陷，提供一种正逆变器。现有车载逆变器的逆变车载逆变器的逆变电路输出 SPWM电路及相应的车载0006本发明解决其技术问题所采用的技术方案是 ：构造一种正车载逆变器的逆变电路，包括电压检测电路、电流检测电路、电压修正模块、SPWM 波发生模块和驱动电路 ；0007所述电压检测电路和电流检测电路与正车载逆变器的 DC/AC 逆变电路的直流输入端相连，分别将检

10、测的直流输入电压和直流输入电流给电压修正模块 ；3说明书CN 103248258 A2/5 页0008所述电压修正模块与所述电压检测电路和电流检测电路相连，将根据所述直流输入电流修正的直流输入电压修正值给 SPWM 波发生模块 ；0009所述 SPWM 波发生模块与所述电压修正模块相连，将根据直流输入电压修正值和输出交流电压设定值计算产生的 SPWM 波DC/AC 逆变电路。给所述驱动电路驱动正车载逆变器的0010在根据本发明所述的正SPWM 波发生模块集成在逆变微0011在根据本发明所述的正车载逆变器的逆变器中。车载逆变器的逆变电路中，所述电压修正模块和电路中，所述电流检测电路包IC 的正向

11、输入端通过电阻 R9 与IC 的正向输入端通过电容 C4 接括第一IC、电阻 R8-R11 和电容 C4-C5，所述第一所述 DC/AC 逆变电路的直流电流检测端相连，且第一地，所述第一IC 的反向输入端通过电阻 R8 接地，所述第一IC 的反向输入端和信号输出端之间连有电阻 R10，所述第一IC 的信号输出端通过电阻 R11 和电容 C5 接地，且所述电阻 R11 和电容 C5 之间的节点接入所述逆变微器。0012在根据本发明所述的正车载逆变器的逆变电路中，所述电压修正模块进一步包括 ：线路压降计算单元和减法器 ；所述线路压降计算单元与所述电流检测单元相连，将根据所述直流输入电流和线路阻抗计

12、算的线路压降给减法器 ；所述减法器与所述线路压降计算单元和电压检测单元相连，将所述直流输入电压与线路压降的差值作为直流输入电压修正值给所述 SPWM 波发生模块。0013本发明还提供了一种正AC 逆变电路、交流滤波电路和升压制电路。车载逆变器，包括直流滤波电路、DC/DC 升压电路、DC/电路，以及如上所述的正车载逆变器的逆变控0014实施本发明的正车载逆变器的逆变电路及相应的正车载逆变器，具有以下有益效果 ：本发明通过电压检测电路和电流检测电路将 DC/AC 逆变电路的直流输入电压和直流输入电流信号送到电压修正模块，电压修正模块将根据检测的直流输入电流修正直流输入电压直流输入电压修正值给 S

13、PWM 波发生模块，计算并输出 SPWM 波给驱动电路驱动 DC/AC 逆变电路 ；本发明改变了现有车载逆变器输出电压反馈模式，而是采用直流电压前馈加直流电流补偿调节输出电压，不需要复杂的交流电压检测计算和比例运算，可以节省微器的；并且响应快出现输出电压超调和振荡，且输出稳定、工作可靠。附图说明0015下面将结合附图及实施例对本发明作进一步说明，附图中 ：0016图 1 是现有车载逆变器的模块框图 ；0017图 2 是现有车载逆变器中逆变0018图 3 是现有车载逆变器中逆变电路的具体框图 ；电路的 SPWM 波发生的过程示意图 ；0019图 4 为根据本发明的正0020图 5 为根据本发明的

14、正0021图 6 为根据本发明的正车载逆变器的逆变电路的模块框图 ；车载逆变器的部分电路的原理图 ；车载逆变器的逆变电路的具体电路图。4说明书CN 103248258 A3/5 页具体实施方式0022为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。0023请参阅图 4，为根据本发明的正车载逆变器的稳压逆变电路的模块框图。如图 4 所示，该正车载逆变器的逆变电路 60 至少包括电压检测电路 61、电流检测电路 62、电压修正模块 63、SPWM 波发生模块 64 和驱动电路 69。而正车载逆变器的电路如图 1 中所示，包括直流滤波电路 10、DC

15、/DC 升压电路 20、DC/AC 逆变电路 30 和交流滤波电路 40，以及用于产生 PWM 波DC/DC 升压电路 20 的升压电路 50 及用于产生 SPWM波DC/AC 逆变电路 30 的逆变电路 60。电路 60，该逆变电路 60 采用如图 4 所示的逆变0024其中，电压检测电路 61 和电流检测电路 62 与正车载逆变器的 DC/AC 逆变电路 30 的直流输入端相连，分别将检测的 DC/AC 逆变电路 30 的直流输入电压和直流输入电流给电压修正模块 63。DC/DC 升压电路 20 将升压后的高压直流提供给 DC/AC 逆变电路 30，电压检测电路 61 检测该直流输入电压，

16、电流检测电路 62 检测该直流输入电流。0025 电压修正模块 63 与电压检测电路 61 相连，接收电压检测电路 61 输出的直流输入电压。该电压修正模块 63 还与电流检测电路 62 相连，接收电流检测电路 62 输出的直流输入电流，根据检测的直流输入电压和直流输入电流进行计算，输出修正后的直流输入电压给 SPWM 波发生模块 64。即 ：直流电压修正值直流输入电压 - 线路压降，其中，线路压降直流输入电流 × 线路阻抗。0026如图 4 所示，电压修正模块可以进一步包括 ：线路压降计算单元和减法器。其中，线路压降计算单元与电流检测单元 62 相连，将根据直流输入电流和线路阻抗计

17、算的线路压降给减法器。减法器与线路压降计算单元和电压检测单元 61 相连，将直流输入电压与线路压降的差值作为直流输入电压修正值给 SPWM 波发生模块 64。0027SPWM 波发生模块64 与电压修正模块63 相连，装载电压修正模块63的直流输入电压修正值，并根据交流输出电压设定值和直流输入电压修正值计算确定 SPWM 波的脉冲占空比，并输出对应的 SPWM 波给驱动电路 69。在本发明中，SPWM 波发生模块 64 产生的SPWM 波通过驱动电路 69 进行信号放大后驱动 DC/AC 逆变电路 30 实现 DC/AC 逆变。0028对本发明交流输出电压稳压方式说明如下 ：由于交流输出电压的

18、大小是由DC/AC 逆变电路30 逆变前的直流输入电压大小和逆变的SPWM 波的占空比决定，因此只要测量出逆变前的直流输入电压，就可以计算出满足逆变输出交流电压有效值所需的 SPWM 波占空比。考虑到负载电流大小会对输出电压产生影响，这是由于当 SPWM 波占空比不变时，相对于空载，负载电流会产生线路压降，包括 DC/AC 逆变电路 30 中的场效应管、交流滤波电路 40 中的电感及线路的压降，使输出电压降低，且负载越大，线路压降越大，输出电压降低越多。通过测量 DC/AC 逆变电路 30 的直流输入电流和线路阻抗，计算出线路压降，将检测的直流输入电压减去线路压降得到直流输入电压修正值，根据直

19、流输入电压修正值计算 SPWM 波的占空比，使输出电压在不同直流输入电压、不同负载大小都能保持稳定。当直流输入电压变化时，电压修正模块 63 输出电压变化，SPWM 波发生模块 64 计算输出的 SPWM 波的占空比变化，即直流输入电压减小时，直流输入电压修正值也减小，SPWM 波的占空比增大 ；直流输入电压增大时，直流输入电压修正值也增大，SPWM 波的占空比减小，总之不管直5说明书CN 103248258 A4/5 页流输入电压增大或减小，交流输出电压不变，保持稳定，即实现了电压前馈，具有响应速度快的优点。当负载变化时，直流输入电流变化，电压修正模块 63 输出的直流输入电压修正值变化，S

20、PWM 波发生模块 64 计算输出的 SPWM 波的占空比变化，即负载增大时，直流输入电流增大，而直流输入电压修正值减小，SPWM 波的占空比增大 ；负载减小时，直流输入电流减小，而直流输入电压修正值增大，SPWM 波的占空比减小，总之不管负载增大或减小，交流输出电压不变，即通过电流补偿调节，负载变化时交流输出电压同样能保持稳定。0029请参阅图 5，为根据本发明的正车载逆变器的部分电路原理图。如图 5 所示，DC/DC 升压电路20 的变压器将低压直流信号升压后由变压器输出端T-1 和T-2 输出通过整流桥，即二极管 D1-D4 输入至电容 E1，以提供给 DC/AC 逆变电路 30。DC/

21、AC 逆变电路 30 主要包括由场效应管 M1-M4 组成的 H 形桥式逆变电路，分别由信号 M1G-M4G其导通和断开。交流滤波电路 40 由滤波电感 L1 和滤波电容 C2 组成，将逆变的交流电压通过交流电压输出端 AC1 和 AC2 输出。0030DC/AC 逆变电路 30 的直流电压检测端 VSDC 为电容 E1 的正极，电流采样电阻 RS 串联在电容 E1 的负极和逆变电路下桥臂公共端之间，且直流电流检测端 VCT2 与直流电压检测端 VSDC 之间连有滤波电容 C1。0031请参阅图 6，为根据本发明的正车载逆变器的稳压逆变电路的具体电路图。如图 6 所示，本发明中的电压修正模块

22、63 和 SPWM 波发生模块 64 可以集成在逆变微控制器 68 中实现。0032电压检测电路 61 包括电阻 R1-R7，以及电容 C3。其中，直流电压检测端 VSDC 通过依次串联的电阻 R1-R6 进行分压，且电阻 R5-R6 之间的节点通过电阻 R7 输入至逆变微器 68 的第一输入端，且逆变微器 68 的第一输入端通过电容 C3 接地。0033电流检测电路 62 包括第一IC、电阻 R8-R11 和电容 C4-C5。第一IC 的正IC IC向输入端通过电阻 R9 与 DC/AC 逆变电路 30 的直流电流检测端 VCT2 相连，且第一的正向输入端通过电容 C4 接地，第一IC 的反向输入端通过电阻 R8 接地，第一的反向输入端和信号输出端之间连有电阻 R10。第一IC 的信号输出端通过电阻 R11 输入至逆变微器 68 的第二输入端，且逆变微器 68 的第