DETW车载逆变器纯正弦波

会计学1DETW车载逆变器纯正弦波2023/1/172源自一个念想---汽车电子步航空电子后尘独具慧眼---汽车电子与航空电子的不同DET车载电源逆变器起源第1页/共32页

车载电源逆变器介绍车载电源逆变器就是一种将车载蓄电池的12V低压直流电转变为220伏交流电的电子设备。通过车载电源逆变器，就能像在家里一样在汽车内方便地使用各种电器。可使用的电器有：手机、笔记本电脑、数码摄像机、照相机、照明灯、电动剃须刀、CD机、游戏机、掌上电脑、电动工具、车载冰箱及各种旅游、野营、医疗急救电器等。

2023/1/173第2页/共32页2023/1/174车载电源逆变器介绍（续）车载电源逆变器按输出波形主要分两类，一类是纯正弦波车载电源逆变器，另一类是方波(或：改良正弦波、修正正弦波、模拟正弦波等等)车载电源逆变器。纯正弦波电源逆变器因为不存在电网中的电磁污染，输出的是比日常使用电网更好的正弦波交流电。方波(修正正弦波)电源逆变器输出的则是质量较差的方波交流电，其正向最大值到负向最大值几乎在同时产生，对负载和电源逆变器本身造成剧烈的不稳定影响。第3页/共32页2023/1/175车载电源逆变器介绍（续）修正正弦波波形正弦波波形第4页/共32页方波电源逆变器的缺陷：负载能力差,仅为额定负载的40-60%；如所带的负载过大,方波电流中包含的三次谐波成分将使流入负载中的容性电流增大,严重时会损坏负载的电源滤波电容。只能带小功率(比如几Ｗ)感性负载。2023/1/176车载电源逆变器介绍（续）纯正弦波电源逆变器的特点：能够提供高质量的交流电。能够带动任何种类的负载。技术要求和成本均高。

第5页/共32页2023/1/177一些精密电子设备和感性负载类电器必须使用纯正弦波电源逆变器，否则，轻则可能会导致相关电子设备工作不正常，重则造成设备和电源逆变器的毁损或缩短设备预期使用寿命。车载电源逆变器介绍（续）有趣的案例德国大众反映，某Audi车型在欧洲销售时，配备了修正正弦波电源逆变器，售后反映逆变器mosfet经常被打坏。经调查分析，与日本Toshiba笔记本电脑适配器PA2521U有关。第6页/共32页2023/1/178车载逆变器纯正弦波修正正弦波OEM配套：与车身一体；性能良好；技术要求高；售后市场：点烟器连接；性能较好；技术要求低；OEM配套：与车身一体；性能一般；技术要求高；售后市场：点烟器连接；性能一般；技术要求低；车载电源逆变器介绍（续）两种产品的比较第7页/共32页2023/1/179DET车载逆变器遵循的主要标准产品标准一：中国国家标准GB1002—1996(中国)220VAC插头中国标准GB2099.1—1996(中国)220VAC插头中国标准GB9254-1998散发干涉产品标准二：国际标准IEC884-11994220VAC插头标准产品标准三：美国标准UL1012电源单元大于等级2DINEN1706铝和铝合金铸件DINENISO2409涂料涂层网格切割试验DIN40050-9汽车电器装置保护类型DIN75220塑料物质老化产品标准四：德国国家标准第8页/共32页2023/1/1710DET车载逆变器遵循的主要标准（续）产品标准五：其他与配套汽车型号具体相关的企标、行标、国标或国际标准汽车中央电器及电子部件(基本测试条件)干扰发射汽车上电器元件的电磁相容性与导线相连的干扰电气部件的相容性发射干扰抗静电放电（ESD）汽车中的电器、电子部件的插接件要求压接连接扁接插头工件边角概念,制图标准在零部件开发框架下对所提供的服务提出、具有重要意义的要求车辆内舱零部件散发特性汽车内饰件比色测定汽车环境标准汽车部件、材料、生产原料避免有害物质内部元件照明气候交变刮擦阻抗汽车内饰材料上油漆的要求灯用有机玻璃内装饰材料燃烧性能塑料的易燃性试验玻璃纤维强化用于制作成型件聚合混合物,成型件第9页/共32页与市电完全接轨DET车载逆变器技术特性2023/1/1711安全性考虑与设计EMC考虑与设计逆变器技术指标技术特性第10页/共32页2023/1/1712DET车载逆变器技术特性（续）与市电完全接轨所有的电器产品都是按市电标准设计的纯正弦波电源逆变器供电标准第11页/共32页2023/1/1713DET车载逆变器技术特性（续）安全性考虑与设计插孔小孩手指头会不会插进去?大人钥匙链、手链、项链会不会漏进去？咖啡、饮料会不会溅进去？清洗车辆时水会不会渗进去？电器质量不良会不会漏电、触电？两线电器、三线电器绝缘外壳电器、导电外壳电器电源线漏电、内部绝缘不良外壳带电安全性技术措施舌簧片保护盖板保护插簧开关保护输出浮地技术保护输出漏电流检测/保护第12页/共32页2023/1/1714EMC考虑与设计汽车电子EMC频率范围宽传导150KHz~108MHz辐射150KHz~2.5GHz汽车电子EMC测试距离近1米场测试法Vs3米场，10米场汽车电子EMC等级要求高3，5，5，5，5EMC技术措施减小/消除噪声源接地技术，减小前后级耦合引起振荡必要时增加snubber电路吸收噪声能量采用滤波器采用屏蔽技术DET车载逆变器技术特性（续）第13页/共32页2023/1/1715DET车载逆变器技术特性（续）逆变器技术指标输入电压：

标称13.5V直流，范围10.8V—15V

输入电流：

最大16.5A直流输出电压： 220Vrms±10%输出电流： 最大0.9A交流电流峰值系数： 3:1，适用于整流性负载标称输出功率： 150W冲击功率： 200W2秒输出频率： 50HZ±0.2HZ输出波形：

纯正弦波波形失真： THD<2%(线形负载)效率：

＞90%typ.（负载变化范围为90W到150W）第14页/共32页2023/1/1716DET车载逆变器技术特性（续）逆变器技术特性保护机制：过热保护、输出短路保护、输出过载保护、输入欠压保护、输入过压保护；散热：

逆变器安装在指定位置的铁支架上，通过自然对流散热；防触电保护：

结构设计中将采用防触电保护机构，以避免儿童手指伸入插座孔而触电；电器设计采用220Vac输出浮地技术，与车身不形成回路；LED绿色指示：

正常工作；LED红色指示：

故障状态，如温度保护；工作环境温度： -40℃到70℃；存储环境温度： -40℃到90℃；总成重量： 600g，含逆变器、插座与线束、外框及盖板等。第15页/共32页B+L

NGNDRledGledGNDACC+

DET车载逆变器工作原理介绍2023/1/1717去主线束连接器220V

LED12V

DC220V

AC逆变器220V插座12V插座逆变器电气总成第16页/共32页DET车载逆变器工作原理介绍（续）2023/1/1718逆变器工作原理框图第17页/共32页DET车载逆变器工作原理介绍（续）2023/1/1719前级电路：逆变器分为前级电路、后级电路2部分，前级电路采用推挽升压，后级电路采用全桥逆变，前后级之间完全隔离；前级推挽升压电路采用PWM芯片控制，控制Q1及Q2轮流导通，在变压器原边形成高频的交流电压，经过变压器升压、整流和滤波在电容C1上得到约400V直流电压；在保护方面，具有输入过、欠压保护，输出过载、短路保护，过热保护等多重保护功能电路，增强了该电源的可靠性和安全性。后级电路：后级电路为全桥逆变，单片机采用SPWM控制方式；Q4-Q7组成的逆变桥采用正弦脉宽调制，逆变输出电压经过电感L、电容C2滤波后，最终在负载上得到220V、50Hz的正弦波交流电。采用高频变压器实现前后级之间的隔离，有利于提高系统的安全性。第18页/共32页DET车载逆变器工作原理介绍（续）2023/1/1720把一个正弦半波分作N等分，然后把每一等分的正弦曲线和横轴所包围的面积都用一个与此面积相等的等高矩形脉冲来代替，矩形脉冲的中点与正弦波每一等分的中点重合。SPWM工作原理：第19页/共32页2023/1/1721DET车载逆变器工作原理介绍（续）关于可靠性设计：电子零件的耐高温设计，尤其是电解电容器应选用105℃度的耐高温电容；PCB板使用FR4阻燃性材料；PCB板内高压线和外壳间的间距至少是6mm；其它零件与高压零件之间的爬电距离至少是6mm；防机械振动设计；耗用的暗电流应小于0.1mA。材料要求逆变器主体外壳用金属铝AlSi12：DIN1725；插座部分采用PC材料：TL591；插座外框与盖板用PC+ABS材料：TL52231A；盖板油漆：TL226。第20页/共32页2023/1/1722测试要求与测试数据主要的测试要求：通用的电气测试要求：包括振动、高低温、寿命、电气等等；大众VW80101；辐射骚扰；大众TL965；抗传导干扰；大众TL82066；抗辐射干扰；大众TL82166；抗ESD；大众TL82466；电气安规测试：绝缘电压、绝缘电阻、漏电电流等。第21页/共32页测试要求与测试数据（续）2023/1/1723项目等级标准（或测试条件）绝缘电压(输入对输出)500Vac应能承受50HZ、500Vac交流电压1分钟，漏电流≤5mA，无击穿或飞弧现象绝缘电压（输入对地）NA电池负极接地绝缘电压（输出对地）500Vac应能承受50HZ、500Vac交流电压1分钟，漏电流≤5mA，无击穿或飞弧现象绝缘电阻10M欧在正常大气压下，试验电压为直流500V时，相对湿度为90%,交流输出对地，以及交流输出对直流输入的绝缘电阻均不低于20M欧姆。绝缘特性第22页/共32页2023/1/1724测试要求与测试数据（续）电磁辐射骚扰测试第23页/共32页2023/1/1725测试要求与测试数据（续）电磁辐射骚扰测试第24页/共32页2023/1/1726测试要求与测试数据（续）电磁辐射骚扰测试第25页/共32页2023/1/1727测试要求与测试数据（续）电磁辐射骚扰测试第26页/共32页2023/1/1728测试要求与测试数据（续）修正正弦波逆变器供电笔记本电脑适配器ToshibaadapterPA2521U，输出电压（黄）/电流波形（绿)，最大脉冲电流3.6/0.15=24Amp。第27页/共32页2023/1/1729测试要求与测试数据（续）纯正弦波逆变器供电笔记本电脑适配器ToshibaadapterPA2521U，输出电压（黄）/电流波形（绿)