车载逆变电源的设计案例v8彩票

2020-12-17 16:42字体:
  

  正在少许交通运载、野外测控、可挪动火器装 备 、工程修补车等修立中都配有差异规格的电 源。日常这些修立处事空间眇小,境遇阴恶,作对 大。是以对电源的条件也很高,除了具有优越的电气本能外,还务必具备体积小、重量轻、本钱 低、牢靠性高、抗作对强等特色。针对某种挪动设 备的特定条件,研制了一种纯洁适用的,采用 SPWM处事形式,以最纯洁的硬 件摆设和最通用的器件组成扫数电道。测验证实, 该电源具有电道纯洁、本钱低、牢靠性上等特色, 餍足了实质条件。逆变器(电源转换器、 Power Inverter )是一种可能将 DC12V 直流电转换为和市电无别的 AC220V 互换电,供日常电器应用,是一种便当的车用电源转换器。电源逆变器正在海外商场受到广大迎接。正在海外因汽车的普及率较高,外原由事或外出旅逛即可用逆变器维系蓄电池带头电器及各式器械处事。中邦进入 WTO 后,邦内商场私家交通器械越来越众,是以,v8彩票车载逆变器电源动作正在挪动中应用的直流变互换的转换器,会给你的生计带来许众的便当,是一种常备的车用汽车电子装具用品。通过点烟器输出的车载逆变器可能是 20W 、 40W 、 80W 、 120W 直到 150W ,功率规格的。再大少许功率200W,300W,400W,500W,600W,700W,800W,1000W,1500W要通过维系线接到电瓶上。,提出了一种低本钱的方波逆变电源的基础道理及创制设施;先容了驱动电道芯片 SG3524 和 IR2110的使 用;策画驱动和保卫电道;给出输出电压波形的测验结果

  本文阐明了条件极端高的车载电源的策画及测验经过中的少许特地题目的治理办法,提出了少许别致的看法 。这些看法对今后的电源策画有肯定的鉴戒功用 。

  电源是电子修立的动力个人,是一种通用性很强的电子产物。它正在各个行业及通常生计中获得了广大的利用,其质料的口角极大地影响着电子修立的牢靠性,其转换成果的崎岖和带负载才智的强弱直接相干着它的利用边界。方波逆变是一种低本钱,极为纯洁的变换形式,它实用于各式整流负载,不过对付变压器的负载的合适不是很好,有较大的噪声。正在逆变电源的发达目标上,轻量、小型、高效是其所谋求的倾向。本文所先容的逆变电源电道首要采用集成化芯片,使得电道组织纯洁、本能不变、本钱较低。是以,这种电道是一种独揽纯洁、牢靠性较高、本能较好的电道。扫数逆变电源也是以具有较高的性价比和商场比赛力。要拣选专业的正道的工场出产或经销代庖的车载逆变器产物。正在邦内有些用户为图便当将少许 DC 直流电器如:手机充电器、札记本电脑等正在车上不应用本身配的 220V 电源而配上简单转接器直接插到点烟器上,如此是过错的,汽车的电瓶电压不稳,直接取电或许会毁灭电器很担心全况且会大大影响电器应用寿命,由于原厂家供应的 220V 电源是厂家专为其电器策画的,有极好的不变性。 此外,正在置备时要查看车载逆变器是否有各式保卫功效,如此才略保障电瓶和外接电器的安定。还要防备车用逆变器的波形,方波的转换器会变成供电不不变,或许毁伤所应用的电器,以是最好选正弦波或纠正正弦波形的最新型的车载逆变器。抵达本能条件:

  通过把12V的蓄电池电源转换为工频应用电源,用于车载内部的电器,是一种纯洁,便宜的形式。主电道策画中采用了纯洁的全桥逆变电道,过压过流保卫电道,以及几款纯洁的芯片。经济本能优越,应用便当。就本体系的本能不变性而言,因为未策画繁复的电道实行作对的情形。而且输出不变,代价精良,是一款性价比很高的体系。

  本文凭据逆变电源的基础道理,欺骗对现有原料的领会推导,提出了一种方波逆变器的创制设施并加以调试。

  本逆变电源输入端为蓄电池(+12V,容量90Ah),输出端为工频方波电压(50Hz,220V)。其组织框图如图1所示。

  如上面的组织框图图1所示:首要征求了DC-AC高频升压逆变转换模块、AC-DC整流模块、逆变桥逆变、欠压保卫、过流保卫等个人构成,功效完美,组织紧凑。

  目前,组成DC/AC逆变的新技巧许众,不过思索到简直的应用前提和本钱以及牢靠性,本电源依然采用规范的二级变换,即DC/DC变换和DC/AC逆变。起首由DC/DC变换将DC12V电压逆变为高频方波,经高频升压变压器升压,再整流滤波获得一个不变的约320V直流电压;然后再由DC/AC变换以方波逆变的形式,将不变的直流电压逆造成有用值稍大于220V的方波电压;再经LC工频滤波获得有用值为220V的50Hz互换电压,以驱动负载。

  因为变压器原边电压对照低,为了降低变压器的欺骗率,低落本钱,DC/DC变换如图2所示,采用推挽式电道,原边核心抽头接蓄电池,两头用开闭管独揽,瓜代处事,可能降低转换成果。而推挽式电道用的开闭器件少,双端处事的变压器的体积对照小,可降低占空比,增大输出功率。

  变压器原边的开闭管S1和S2各采用IRF32055只并联,之以是并联,首要是由于正在逆变电源接入负载时,变压器原边的电流相对较大,并联可能分流,可有用地削减开闭管的功耗,不至于变成损坏PWM独揽电道芯片SG3524,是一种电压型开闭电源集成独揽器,具有输出限流,开闭频率可调,偏差放大,脉宽调制对照器和闭断电道,其发作PWM方波所需的外围线并联应用时,输出脉冲的占空比为0~95%,脉冲频率等于振荡器频率的1/2。当脚10(闭断端)加高电普通,可杀青对输出脉冲的封闭,与外电道相宜维系,则可能杀青欠压、过流保卫功效。欺骗SG3524内部自带的运算放大器调理其输出的驱动波形的占空比D,使D50%,然后历程CD4011反向后,获得对管的驱动波形的D50%,如此可能保障两组开闭管驱动时,有合伙的死区工夫

  如图3所示,DC/AC变换采用单相输出,全桥逆变体例,为减小逆变电源的体积,低落本钱,输出应用工频LC滤波。由4个IRF740组成桥式逆变电道,IRF740最高耐压400V,电流10A,功耗125W,欺骗半桥驱动器IR2110供给驱动信号,其输入波形由SG3524供给,同理可调理该SG3524的输出驱动波形的D50%,保障逆变的驱动方波有合伙的死区工夫。

  IR2110是IR公司出产的大功率MOSFET和IGBT专用驱动集成电道,可能杀青对MOSFET和IGBT的最优驱动,同时还具有神速完美的保卫功效,所以它可能降低独揽体系的牢靠性,削减电道的繁复水平。

  IR2110的内部组织和处事道理框图如图4所示。图中HIN和LIN为逆变桥中统一桥臂上下两个功率MOS的驱动脉冲信号输入端。SD为保卫信号输入端,当该脚接高电普通,IR2110的输出信号全被封闭,其对应的输出端恒为低电平;而当该脚接低电普通,IR2110的输出信号随从HIN和LIN而改观,正在实质电道里,该端接用户的保卫电道的输出。HO和LO是两道驱动信号输出端,驱动统一桥臂的MOSFET

  IR2110的自举电容拣选欠好,容易变成芯片损坏或不行平常处事。VB和VS之间的电容为自举电容。自举电容电压抵达8.3V以上,才可能平常处事,要么采用小容量电容,以降低充电电压,要么直接正在VB和VS之间供给10~20V的远离电源,本电道采用了1F的自举电容。v8彩票 为了削减输出谐波,逆变器DC/AC个人日常都采用双极性调制,即逆变桥的对管是高频互补通和闭断的。

  逆变桥个人,采用IGBT动作功率开闭管。因为IGBT寄生电容和线道寄生电感的存正在,统一桥臂的开闭管正在开闭处事时彼此会发作作对,这种作对首要呈现正在开闭管门极上。以上管开通对下管门极发作的作对为例,实质驱动电道及其等效电道如图3所示。实质电道中,IR2110的输出推挽电道,这个电压尖刺幅值随母线电压VBUS和负载电流的增大而增大,或许抵达足以导致T2霎时误导通的幅值,这时桥臂就会造成直通,变成电道毁灭。

  同样地,当T2开通时,T1的门极也会有电压尖刺发作。带有门极闭断箝位电道的驱动电道通过减小RS和改观电道布线可能使这个电压尖刺有所低落,但均不行抵达牢靠提防桥臂直通的条件。门极闭断箝位电道针对前面的领会,本文将提出一种门极闭断箝位电道,通过正在开闭管驱动电道中附加这种电道,可能有用地低落上述门极尖刺。门极闭断箝位电道由MOSFET管MC1和MC2,MC1门极下拉电阻RC1和MC2门极上拉电阻RC2构成。实质上该电道是由MOSFET组成的两级反相器。当MC1门极为高电普通,MC1导通,MC2因门极为低电平而闭断,不影响功率开闭管的平常导通;当MC1门极为低电普通,MC1闭断,MC2因门极为高电平而饱和导通,从而正在功率开闭管的门极造成了一个极低阻抗的通道,将功率开闭管的门极电压箝位正在0V,基础上袪除了上文中提到的电压尖刺。

  正在应用这个电道时,要防备使MC2D、S与功率开闭管GE间的连线尽量短,以最景象限地低落功率开闭管门极寄生电感和电阻。正在电道板的排布上,MC2要尽量迫近功率开闭管,而MC1,RC1和RC2却不必太迫近MC2,如此既可能阐明该电道的功用,也不至于给电道板的排布带来很大艰难。用双极型晶体管(如8050)同样可能杀青上述电道的功效。双极型晶体管是电流型驱动,其基极必定要串联电阻。为了加快其闭断,同时提防其自身受到作对,基极同样须要并联下拉电阻,如此就使电道加倍繁复。

  同时,要支持双极型晶体管饱和导通,其基极就务必从电源抽取电流,正在日常的利用场所这并无太大影响,但正在自举驱动而且是SPWM的利用场所,这些抽流会大大加重自举电容的担负,容易使自举电容上的电压过低而影响电道的平常处事。是以选用MOSFET来组成上述门极闭断箝位电道。可能看到正在门极有一个电压尖刺,这个尖刺与门极脉冲的工夫间隔正好等于死区工夫,由此可能证实它是正在统一桥臂另一开闭管开通时发作的。此时电压尖刺基础袪除。通过测验验证,该电道确实可能压制和袪除作对,有肯定的应用价钱,可能降低电道的牢靠性

  欠压保卫电道如图5所示,它监测蓄电池的电压情况,假若蓄电池电压低于预设的10.8V,保卫电道起首处事,使独揽器SG3524的脚10闭断端输出高电平,罢手驱动信号输出。

  图5中运算放大器的正向输入端的电压由R1和R3分压获得,而反向输入端的电压由稳压管箝位正在+7.5V,平常处事的期间,由三极管V导通,IR2110输出驱动信号,驱动晶闸管平常处事,杀青逆变电源的策画。当蓄电池的电压降落领先预订值后,运算放大器起首处事,输出跳转为负,LED灯亮,同时三级管V截止,向SG3524的SD端输出高电平,封闭IR2110的输出驱动信号。此时没有逆变电压的输出。

  过流保卫电道如图6所示,它监测输出电流情况,预设为1.5A。方波逆变器的输出电流历程采样进入运算放大器的反向输入端,当输出电流大于1.5A后,运算放大器的输出端跳转为负,历程CD4011构成的RS触发器后,使三级管V1基级的信号为低电平,三级管截止,向IR2011的SD1端输出高电平,抵达保卫的宗旨。

  调试经过遭遇的一个较为主要的题目是闭于IR2110的自举电容的拣选。IR2110的上管驱动是采用外部自举电容上电,这就使得驱动电源的道数大大削减,但同时也对VB和VC之间的自举电容的拣选也有肯定的条件。历程试验后,最终采用1F的电解电容,可能有用地餍足自举电压的条件。

  独揽开闭管的半桥驱动器IR2110开闭频率为50Hz,测验的电道波形如图7~图14所示。

  低功率因数电源存正在题目:使电网波形畸变,线道损耗加大;低落供电体系的功率因数、增梗概系供电容量;低落用电修立的应用寿命;作对仪器仪外;使估计机无法平常处事等不继续处事形式的校正道理正在低功率(P200W)的PFC中,众采用DCM处事形式。常用的独揽设施有恒频独揽技巧和恒导通工夫独揽技巧。

  1.恒频独揽技巧 PFC电道的开闭频率维持稳固,况且PWM独揽输出的独揽脉冲的占空比正在半个工频周期内维持稳固。 VT导通时,电感电流的峰值

  若正在半个工频周期内Ton和Tdon均为恒定值,则输入电流的峰值与输入电压成正比,电流的均匀值与电压相位无别。当Tdon 恒准时,则输入电压与输入电流的比值恒定,从而杀青PF=1。

  但正在实质电道中Tdon正在半个工频周期内并不恒定,导致了均匀输入电流存正在肯定水平的畸变。降低输入电压和输出电压的峰值比值,可能减小电流的畸变水平。

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