一种低成本的车载逆变电源

　　摘要：提出了一种低成本的方波逆变电源的基本原理及制作方法；介绍了驱动电路芯片SG3524和IR2110的使用；设计了驱动和保护电路；给出了输出电压波形的实验结果。
　　关键词：逆变器；自举电容；低成本
　　
　　引言
　　
　　电源是电子设备的动力部分,是一种通用性很强的电子产品。它在各个行业及日常生活中得到了广泛的应用，其质量的好坏极大地影响着电子设备的可靠性,其转换效率的高低和带负载能力的强弱直接关系着它的应用范围。方波逆变是一种低成本，极为简单的变换方式，它适用于各种整流负载，但是对于变压器的负载的适应不是很好，有较大的噪声。
　　
　　本文依据逆变电源的基本原理，利用对现有资料的分析推导,提出了一种方波逆变器的制作方法并加以调试。
　　
　　1系统基本原理
　　
　　本逆变电源输入端为蓄电池（＋12V，容量90A·h），输出端为工频方波电压（50Hz，310V）。其结构框图如图1所示。
　　
　　目前，构成DC/AC逆变的新技术很多，但是考虑到具体的使用条件和成本以及可靠性，本电源仍然采用典型的二级变换，即DC/DC变换和DC/AC逆变。首先由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，再整流滤波得到一个稳定的约320V直流电压；然后再由DC/AC变换以方波逆变的方式，将稳定的直流电压逆变成有效值稍大于220V的方波电压；再经LC工频滤波得到有效值为220V的50Hz交流电压，以驱动负载。
　　
　　2DC/DC变换
　　
　　由于变压器原边电压比较低,为了提高变压器的利用率,降低成本,DC/DC变换如图2所示，采用推挽式电路，原边中心抽头接蓄电池，两端用开关管控制，交替工作，可以提高转换效率。而推挽式电路用的开关器件少,双端工作的变压器的体积比较小,可提高占空比,增大输出功率。
　　
　　双端工作的方波逆变变压器的铁心面积乘积公式为
　　
　　AeAc=Po(1＋η)/(ηDKjfKeKcBm)（1）
　　
　　式中：Ae(m2)为铁心横截面积；
　　
　　Ac(m2)为铁心的窗口面积；
　　
　　Po为变压器的输出功率；
　　
　　η为转换效率；
　　
　　δ为占空比；
　　
　　K是波形系数；
　　
　　j(A/m2)为导线的平均电流密度；
　　
　　f为逆变频率；
　　
　　Ke为铁心截面的有效系数；
　　
　　Kc为铁心的窗口利用系数；
　　
　　Bm为最大磁通量。
　　
　　图3
　　
　　变压器原边的开关管S1和S2各采用IRF32055只并联，之所以并联，主要是因为在逆变电源接入负载时，变压器原边的电流相对较大，并联可以分流，可有效地减少开关管的功耗，不至于造成损坏。
　　
　　PWM控制电路芯片SG3524，是一种电压型开关电源集成控制器,具有输出限流,开关频率可调,误差放大,脉宽调制比较器和关断电路,其产生PWM方波所需的外围线路很简单。当脚11与脚14并联使用时,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（关断端）加高电平时,可实现对输出脉冲的封锁,与外电路适当连接,则可以实现欠压、过流保护功能。利用SG3524内部自带的运算放大器调节其输出的驱动波形的占空比D，使D&g

《一种低成本的车载逆变电源》