车载纯正弦逆变器分析与设计方案PPT课件

1、1车载逆变器分类 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，实际应用不多。第1页/共20页2纯正弦逆变器与方波逆变器综合性能比较纯正弦逆变器与方波逆变器综合性能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%-94%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

2、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3 修正正弦波（方波） 纯正弦波 第3页/共20页4设计规范与功能要求设计规范与功能要求 逆变器整机设计要求 逆变器测试要求第4页/共20页5逆变器整机设计要求 输入电压范围：DC12V-14.5V 输出功率：200W 输出电压：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输出的转换第9页/共20页10关键技术分析 SPWM实现 提高整机

3、效率 可靠的高频高压全桥逆变电路设计 安装空间的充分利用第10页/共20页11SPWM实现 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12SPWM实现硬件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），也可以某一功能部分由MCU产生，如参考正弦波发生电路可以由

4、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性。第12页/共20页13SPWM实现数字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，经过驱动电路做电路放大后直接驱动全桥电路，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SP

5、WM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14提高整机效率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，NFA首次将首次将ZVS技术引技术引入了车载逆变器，使前级电路的效率提高到入了车载逆变器，使前级电路的效率提高到95%以上，从而保证了以上，从而保证了大于大于90%的整机效率的整机效率第14页/共20页15可靠的高频高压全桥逆变电路设计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

6、,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,高高频高压的全桥逆变电路直接连接负载频高压的全桥逆变电路直接连接负载(严格地说严格地说,二者之间有二者之间有LC通滤波通滤波器相隔器相隔),因此对全桥电路包括其驱动电路的可靠性设计提出了较高的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。要求。NFA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，具有极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。高的可靠性。第15页/共20页16安装空间的充分利用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，积累了丰富的设计经验，在空间利用率上也具有很多自己的独到之处富的设计经验，在空间利用率上也具有很多自己的独到之处,可以保证可以保证在规定的空间内达到设计目标。在规定的空间内达到设计目标。第16页/共20页