探讨车载逆变器的设计原理

摘要：车载逆变器(电源转换器、Power Nverter)是一种能够将DC 12V直流电转换为和市电相同的AC220V交流电，供一般电器使用，是一种方便的车用电源转换器。车载电源逆变器在国外市场受到普遍欢迎，传统车载电源一般采用逆变器加工频变压器的方案，它存在体积大、效率低等缺陷。随着新型电力电子器件和电力电子技术的发展，本文采用高频链的方案来实现无工频变压器的逆变电路，可以很好地解决传统车载电源存在的问题，同时能保证车载电源的输出电压更稳定、更平滑。本文分析了车载逆变器的原理与应用，并提出了合理化建议。

关键词：车载；逆变器；电源转换；交流电 0前言

在国外因汽车的普及率较高，外出工作或外出旅游即可用逆变器连接蓄电池带动电器及各种工具工作。我过进入经济高速发展，国内市场私人交通工具越来越多，因此，车载逆变器电源作为在移动中使用的直流变交流的转换器，会给你的生活带来很多的方便，是一种常备的车用汽车电子装具用品。随着社会的发展，汽车越来越与人们的生活息息相关，而汽车用的直流电压一般为12V不能为便携式电子设备直接使用。为此，车载电源(就是把直流12V电压转换成交流220V/50Hz电源)的研制日益引起人们的重视。 一、车载逆变器的原理

静态功率交换器(即逆变器)的主要目的是将二直流电能变换成交变的电能，供一般电器使用，逆变器的一些应用，如:交流调速传动(ASD)、UPS,静态无功补偿、有源滤波、柔性交流输电系统(FACTS)等，和电压补偿都要求有交变的输出波形。对于正弦波交流输出，其幅值、频率和相位都要求可控。按照输出波形的类型，把具有输出电压，波形可控拓扑的逆变器称为电压源逆变器(VSI)，由于这类逆变器能满足许多工业场合得‘要求而得到十分广泛得应用。类似地，把具有输出电流波形可控拓扑得逆变器称为电流逆变器(CSI)，此类逆变器在对电压波形的品质要求较高的工业场合仍得到广泛得应用。 二、车载逆变器产品的发展

目前的逆变墨如果直观其电路结构，无一例外地采用丑盖虫监专用双端驱动IC组成它激式逆变电路。此类驱动集成虫矍都具有几乎相同的功能方框图，只是具体组成有差别。由于设计用于大功率开关电源驱动器，IC内部除设有两路时序不同的驱动输出外，还有死区时间设定电路，PWM稳压电路和开关虫泣控制电路，由其组成逆变电源，不仅效率、可靠性大为提高，功能也更为完善。 三、新型车载逆变器的设计原理 1.逆变原理

所谓整流，就是将交流电变成直流电;逆变是它的反过程，也就是将直流电变成交流电[1]。

开关T1、T4闭合，T2、T3断开：uo=Ud；

开关T1、T4断开，T2、T3闭合：uo=-Ud；

当以频率fS交替切换开关Tl、T4和T2、T3时，则在电阻R上获得如上图所示的交变电压波形，其周期Ts=1/fS，这样，就将直流电压E变成了交流电压U0, 2.SPWM调制原理

在进行脉宽调制时，使脉冲系列的占空比按正弦规律来安排。当正弦值为最大值时，脉冲的宽度也最大，而脉冲间的间隔则最小，反之，当正弦值较小时，脉冲的宽度也小，而脉冲间的间隔则较大，这样的电压脉冲系列可以使负载电流中的高次谐波成分大为减小，称为正弦波脉宽调制[2]。

SPWM脉冲系列中，各脉冲的宽度以及相互间的间隔宽度是由正弦波(基准波或调制波)和等腰三角波(载波)的交点来决定的。 五、结论

通过探讨新型车载逆变器的纯硬件调制的的方法，极大地避免了使用单片机而需要的大量计算以及编程的麻烦，充分运用集成脉冲调宽芯片使电路大大简化，而且使电路的调试更加简单。然后根据设计目标从系统总体的设计方案和结构框图入手，再根据各模块的功能进行电路原理图的设计和主要器件的选择，设计出来的产品具有体积小、重量轻、效率高、发热量低、性能稳定等优点。 参考文献：

[1]康华光.电子技术基础数字部分(第五版)[M].:高等教育，2015.23-67 [2]胡宴如，耿燕.高频电子线路[M].:高等教育，2016. 58-79 [3]周志敏，周级海，级爱华.逆变电源实用技术[M」中国电力

[4]周志敏，周纪海，纪爱华.现代开关电源控制电路设计及应用[M].:人民邮电，2015.124-147

[5]康华光，大钦.电子技术基础(模拟部分)(第四版)：高等教育.2010. 101-128 项目支撑：本论文来源于广东电网有限责任公司职工技术创新项目；项目名称：一种10kV车载发生器研制；项目编号031900KK52190199