新單相正弦車載電源設計

隨著社會的發(fā)展，汽車越來越與人們的生活息息相關，而汽車用的直流電壓一般為12V，不能為便攜式電子設備直接使用。為此，車載電源(就是把直流12V電壓轉換成交流220V/50Hz電源)的研制日益引起人們的重視。


傳統(tǒng)車載電源一般采用逆變器加工頻變壓器的方案，它存在體積大、效率低等缺陷。隨著新型電力電子器件和電力電子技術的發(fā)展，采用高頻鏈的方案來實現(xiàn)無工頻變壓器的逆變電路，可以很好地解決傳統(tǒng)車載電源存在的問題，同時能保證車載電源的輸出電壓更穩(wěn)定、更平滑。


1 車載電源電路結構與功能分析
車載電源系統(tǒng)如圖1所示。12V直流電壓經過高頻逆變和高頻整流，得到一個符合要求的350V直流電壓，該部分的控制信號由TL494芯片產生。

再經過全橋DC/AC逆變電路，得到220V/50Hz交流電壓輸出。為保證系統(tǒng)可靠運行，防止主電路對控制電路的干擾，采用主、控電路完全隔離的方法，即驅動信號用光耦隔離，反饋信號用變壓器隔離，輔助電源用變壓器隔離等。


對于整個系統(tǒng)而言，逆變電路能否正常工作決定了整個系統(tǒng)能否正常運行。所以，設計的重點在逆變器的控制和檢測上。


1.1 SG3525結構框圖和引腳功能
系統(tǒng)采用SG3525來實現(xiàn)SPWM控制信號的輸出，該芯片其引腳及內部框圖如圖2所示。

直流電源Vs從腳15接入后分兩路，一路加到或非門；另一路送到基準電壓穩(wěn)壓器的輸入端，產生穩(wěn)定的＋5V基準電壓。＋5V再送到內部（或外部）電路的其它元器件作為電源。


振蕩器腳5須外接電容CT，腳6須外接電阻RT。振蕩器頻率f由外接電阻RT和電容CT決定，f=1.18/RTCT。逆變橋開關頻率定為10kHz，取CT=0.22μF，RT=5kΩ。振蕩器的輸出分為兩路，一路以時鐘脈沖形式送至雙穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器及兩個或非門；另一路以鋸齒波形式送至比較器的同相輸入端，比較器的反向輸入端接誤差放大器的輸出。誤差放大器的輸出與鋸齒波電壓在比較器中進行比較，輸出一個隨誤差放大器輸出電壓高低而改變寬度的方波脈沖，再將此方波脈沖送到或非門的一個輸入端。或非門的另兩個輸入端分別為雙穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器和振蕩器鋸齒波。雙穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器的兩個輸出互補，交替輸出高低電平，將PWM脈沖送至三極管V1及V2的基極，鋸齒波的作用是加入死區(qū)時間，保證V1及V2不同時導通。最后，V1及V2分別輸出相位相差180°的PWM波。