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新型单相正弦车载电源型设计方案
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2017-11-29
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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。
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，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［1］。
1 车载电源电路结构与功能分析
车载电源系统如图1所示。12V直流电压经过高频逆变和高频整流，得到一个符合要求的350V直流电压，该部分的控制信号由TL494芯片产生［4］。
图1 车载电源系统结构
再经过全桥DC/AC逆变电路，得到220V/50Hz交流电压输出。为保证系统可靠运行，防止主电路对控制电路的干扰，采用主、控电路完全隔离的方法，即驱动信号用光耦隔离，反馈信号用变压器隔离，辅助电源用变压器隔离等。
对于整个系统而言，逆变电路能否正常工作决定了整个系统能否正常运行。所以，设计的重点在逆变器的控制和检测上。
1.1 SG3525结构框图和引脚功能［1］
系统采用SG3525来实现SPWM控制信号的输出，该芯片其引脚及内部框图如图2所示。
图2 SG3525引脚及内部框图
直流电源Vs从脚15接入后分两路，一路加到或非门；另一路送到基准电压稳压器的输入端，产生稳定的＋5V基准电压。＋5V再送到内部（或外部）电路的其它元器件作为电源。
振荡器脚5须外接电容CT，脚6须外接电阻RT。振荡器频率f由外接电阻RT和电容CT决定，f=1.18/RTCT。逆变桥开关频率定为10kHz，取CT=0.22μF，RT=5kΩ。振荡器的输出分为两路，一路以时钟脉冲形式送至双稳态触发器及两个或非门；另一路以锯齿波形式送至比较器的同相输入端，比较器的反向输入端接误差放大器的输出。误差放大器的输出与锯齿波电压在比较器中进行比较，输出一个随误差放大器输出电压高低而改变宽度的方波脉冲，再将此方波脉冲送到或非门的一个输入端。或非门的另两个输入端分别为双稳态触发器和振荡器锯齿波。双稳态触发器的两个输出互补，交替输出高低电平，将PWM脉冲送至三极管V1及V2的基极，锯齿波的作用是加入死区时间，保证V1及V2不同时导通。最后，V1及V2分别输出相位相差180°的PWM波。
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，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［1］。
1 车载电源电路结构与功能分析
车载电源系统如图1所示。12V直流电压经过高频逆变和高频整流，得到一个符合要求的350V直流电压，该部分的控制信号由TL494芯片产生［4］。
图1 车载电源系统结构
再经过全桥DC/AC逆变电路，得到220V/50Hz交流电压输出。为保证系统可靠运行，防止主电路对控制电路的干扰，采用主、控电路完全隔离的方法，即驱动信号用光耦隔离，反馈信号用变压器隔离，辅助电源用变压器隔离等。
对于整个系统而言，逆变电路能否正常工作决定了整个系统能否正常运行。所以，设计的重点在逆变器的控制和检测上。
1.1 SG3525结构框图和引脚功能［1］
系统采用SG3525来实现SPWM控制信号的输出，该芯片其引脚及内部框图如图2所示。
图2 SG3525引脚及内部框图
直流电源Vs从脚15接入后分两路，一路加到或非门；另一路送到基准电压稳压器的输入端，产生稳定的＋5V基准电压。＋5V再送到内部（或外部）电路的其它元器件作为电源。
振荡器脚5须外接电容CT，脚6须外接电阻RT。振荡器频率f由外接电阻RT和电容CT决定，f=1.18/RTCT。逆变桥开关频率定为10kHz，取CT=0.22μF，RT=5kΩ。振荡器的输出分为两路，一路以时钟脉冲形式送至双稳态触发器及两个或非门；另一路以锯齿波形式送至比较器的同相输入端，比较器的反向输入端接误差放大器的输出。误差放大器的输出与锯齿波电压在比较器中进行比较，输出一个随误差放大器输出电压高低而改变宽度的方波脉冲，再将此方波脉冲送到或非门的一个输入端。或非门的另两个输入端分别为双稳态触发器和振荡器锯齿波。双稳态触发器的两个输出互补，交替输出高低电平，将PWM脉冲送至三极管V1及V2的基极，锯齿波的作用是加入死区时间，保证V1及V2不同时导通。最后，V1及V2分别输出相位相差180°的PWM波。
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