低成本车载逆变电源设计

车载逆变电源的设计摘要本文设计了一款实用的车载逆变器。

该车载逆变器充分运用芯片TL494的固定频率脉冲宽度调制电路及场效应管（N沟道增强型MOSFET）的开关速度快、无二次击穿、热稳定性好的优点而组合设计电路。

该逆变电源的主要组成部分为：DC/DC电路、输入过压保护电路、输出过压保护电路、过热保护电路、DC/AC变换电路、振荡电路、全桥电路。

在工作时的持续输出功率为150W，具有工作正常指示灯、输出过压保护、输入过压保护以及过热保护等功能。

该车载逆变器的制造成本较为低廉，实用性强，可作为多种便携式电器通用的电源。

关键词：逆变电源；过热保护；过压保护；集成电路；振荡频率；脉宽调制1 引言车载逆变器(电源转换器、Power Inverter )是一种能够将 DC12V 直流电转换为和市电相同的 AC220V 交流电、供一般电器使用的车用电源转换器。

车载逆变电源就是将汽车发动机或汽车电瓶上的直流电转换为工频交流电。

它是常用的车用汽车电子用品。

通过它可以在汽车上使用平时我们用市电才能工作的电器，比如电视机、笔记本电脑、电钻、医疗急救仪器、军用车载设备等，可应用于各个行业领域。

按照输出波形来分，车载逆变电源可分为正弦波输出和方波输出两种。

前者可提供不间断的高质量交流电，可适应任何负载，但其技术要求及成本高，电路结构比较复杂。

后者提供的交流电的质量较差，且带载能力差，不能接“感性负载”，但其技术要求低，体积小，电路简单，价格低。

方波逆变器输出的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，这样，对负载和逆变器本身造成剧烈的不稳定影响。

同时，其带负载能力差，仅为额定负载的40%－60%，不能带感性负载。

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，方波逆变器的制作方法采用简易的多谐振荡器，其技术属于50年代的水平，将逐渐退出市场。

150W车载逆变电源设计摘要车载逆变电源是安装于汽车上的一款小型化，安全化的逆变电源，能实现将车上蓄电池发出的12V直流电转换为220V交流电的功能。

方便驾驶者对其他电子设备的充电及应用。

随着经济的发展，汽车的数量也随之上涨，同时车辆上的配套设施的需求量也大大提升。

该文章的主要目的就是希望能设计出一款能实现上述功能的电源转换器，即车载逆变电源。

在该电源电路设计中，我们选用两级转换电路实现。

即先通过将直流电变换为直流电，再将转换后的直流电逆变为交流电，分别采用了推挽正激电路和全桥逆变电路。

与此同时，我们采用了正弦脉宽调制技术，提高了电源的效率，并设计了一些保护电路来使之在使用过程中达到安全可靠。

关键词：逆变电源，推挽正激电路, 全桥逆变电路，正弦脉宽调制技术150W car power inverter designABSTRACTAutomotive power inverter is mounted on a small car, safety of the inverter, to achieve 12V DC car battery conversion issue for 220V AC function. The convenience of motorists charged and application of other electronic devices. With economic development, the number of cars has also risen, while the demand for facilities on the vehicle is also greatly enhanced.The main purpose of this article is to hope to be able to design a power conversion functions described above, namely automotive power inverter.In this power supply circuit design, we use two conversion circuits. That is, first by the direct current is converted into direct current, DC inverter and then converted to alternating current, respectively, with a push-pull forward converter and full-bridge inverter circuit. At the same time, we have adopted a sinusoidal pulse width modulation technology to improve the efficiency of the power, and designed a number of protection circuits to make it in the course to achieve safe and reliable.KEY WORDS: Power Inverter, Push Forward Circuit, Full Bridge Inverter Circuit, Sinusoidal Pulse Width Modulation目录前言 (1)第1章设计的总体目标 (3)1.1设计的要求与指标 (3)1.1.1设计简介 (3)1.1.2设计的性能指标 (3)1.2 电源方案选定 (3)1.2.1 电源结构方案选定 (3)1.2.2 直流转直流变换电路方案选定 (5)1.2.3直流转交流变换电路方案选定 (8)1.3 系统方案选定 (8)第2章主电路的设计 (10)2.1 DC-DC 变换电路 (10)2.1.1运行原理 (10)2.1.2 设计参数 (12)2.1.3 原理图 (15)2.2 DC-AC 变换电路 (16)2.2.1 运行原理 (16)2.2.2 设计参数 (17)2.2.3 原理图 (18)第3章控制电路与保护电路的设计 (19)3.1 SG3525 外围电路及其应用 (19)3.1.1 SG3525 芯片介绍 (19)3.1.2 SG3525 芯片外围电路 (20)3.2 STM8S 芯片介绍及其外围电路 (21)3.2.1 STM8S 芯片介绍 (21)3.2.2 STM8S 芯片外围电路 (23)3.3 基于STM8S 芯片的保护电路设计 (23)3.3.1 STM8S 外围电路引脚功能 (23)3.3.2 STM8S 主要功能介绍 (24)3.3.3 过压欠压保护电路设计 (26)3.3.4 PWM 发波电路设计 (27)3.3.5 SPWM 波原理 (27)第4章电路仿真 (31)4.1 DC-DC 电路仿真 (31)4.2 DC-AC 电路仿真 (31)结论 (32)谢辞 (33)参考文献 (34)附录 (35)外文资料翻译 (44)前言随着经济的高速发展，我们已经进入了一个新的时代--移动互联网时代。

大学学士学位论文摘要摘要车载逆变器就是一种能把汽车上12V直流电转化为220V/50Hz交流电的电子装置,是常用的车用电子用品。

在日常生活中逆变器的应用也很广泛,比如笔记本电脑、录像机和一些电动工具等。

本设计主要基于开关电源电路技术等基础知识，采用二次逆变实现逆变器的设计。

主要思路是：运用TL494以及SG3525A等芯片,先将12V直流电源升压为320V/50Hz的高频交流电，再经过整流滤波将高频交流电整流为高压直流电，然后采用正弦波脉冲调制法，通过输出脉冲控制开关管的导通。

最后经过LC工频滤波及相应的输入输出保护电路后，输出稳定的准正弦波，供负载使用。

本设计具有灵活方便、适用范围广的特点，基本能够满足实践需求。

而且本设计采用高频逆变方式，具有噪声降低、反应速度提高以及电路调整灵活的优点。

设计符合逆变电源小型化、轻量化、高频化以及高可靠性、低噪声的发展趋势。

关键词：车载逆变器；脉冲调宽；保护电路；TL494 ；SG3525A；大学学士学位论文ABSTRACTABSTRACTCar inverter is a kind of vehicle that can be converted to 220V/50Hz 12V DC AC electronic device which is commonly used in automotive electronic products. The inverter applications are very broad in the daily life , such as notebook computer, video recorder and electric tools etc.This design is mainly based on switch power supply circuit technology basic knowledge, using two inverter realize inverter design. The main idea uses the TL494 and SG3525A etc chip, the first 12 V dc power boost for 320 V/frequency 50 Hz high frequency alternating current, and rectification of high frequency ac filter will rectifier for high voltage dc and then using sine pulse regulation law, through the output pulse control switch tube conduction. Finally after LC industrial frequency filter and the corresponding input/output protection circuits, stable output prospective sine wave, used for load.The design is flexible and convenient, apply a wide range of features, can basically meet the demand of practice. Besides the design uses the high frequency inverter, with noise reduction, response speed and adjust the advantages of flexible circuit. Finally the design conforms to the power supply miniaturization, lightweight, high frequency and high reliability, low noise trend.Key words: car invert ；pulse width modulation；circuit protection；TL494; SG3525A ;大学学士学位论文目录目录1 绪论 (1)1.1 车载逆变器及其发展 (1)1.2 逆变电源技术的发展 (2)1.3 逆变电源的发展趋势 (5)2 设计总体目标 (7)2.1 设计要求及系统指标 (7)2.2 总体方案的选取 (8)3 整体电路设计 (11)3.1 逆变电源整体框图 (11)3.2 脉宽调制技术及其原理 (13)3.3 正弦波脉宽调制技术 (18)4 逆变电源主要集成芯片外围电路及其功能简介 (21)4.1 TL494外围电路及其应用 (21)4.2 SG3525A外围电路及其应用 (23)4.3 ICL8038外围电路及其应用 (28)4.4 IR2110外围电路及其应用．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．315 逆变电源单元电路设计 (35)5.1 DC/DC变换电路 (35)5.2 DC/AC变换电路 (36)5.3 输入过压保护电路．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．38 5.4 输入欠压保护电路．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．38 5.5 过热保护电路．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．39大学学士学位论文目录5.6 输出过压保护电路．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．40 5.7 输出过流保护电路．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．41 致谢词．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．43 参考文献．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．44 附录．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．.46 附录一外文翻译．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．46 附录二逆变电源原理图．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．631 绪论1.1 车载逆变器及其发展车载逆变电源是将汽车发动机或汽车电瓶上的直流电转换为交流电，供一般电器产品使用，是一种较方便的车用电源转换设备。

车载逆变电源毕业设计车载逆变电源毕业设计近年来，随着汽车行业的快速发展，车载电子设备的应用也越来越广泛。

而车载逆变电源作为车载电子设备的核心部件之一，其重要性不言而喻。

本文将探讨车载逆变电源的毕业设计，以期为相关领域的研究者提供一些参考和启发。

首先，我们需要明确车载逆变电源的作用和需求。

车载逆变电源主要用于将汽车电池的直流电转换为交流电，以供车载电子设备使用。

在设计车载逆变电源时，我们需要考虑以下几个方面的需求：1. 输出功率和电压范围：不同的车载电子设备对功率和电压的需求是不同的。

因此，车载逆变电源的设计应该能够满足不同设备的需求，并具备一定的输出功率和电压范围。

2. 效率和稳定性：车载逆变电源的效率和稳定性对于车载电子设备的正常运行至关重要。

高效率的设计可以减少能源浪费，提高车辆的燃油经济性。

而稳定的输出电压可以保证设备的正常工作，避免因电压波动而引起的故障。

3. 尺寸和重量：由于车载空间有限，车载逆变电源的尺寸和重量也是需要考虑的因素。

设计师需要在保证性能的前提下，尽量减小尺寸和重量，以便更好地适应车辆的空间限制。

基于以上需求，我们可以开始设计车载逆变电源。

在设计过程中，我们可以采用以下几个步骤：1. 选择逆变拓扑结构：逆变拓扑结构是车载逆变电源设计的基础，不同的拓扑结构具有不同的特点和适用范围。

常见的逆变拓扑结构包括全桥逆变器、半桥逆变器和单相逆变器等。

根据需求和实际情况，选择合适的逆变拓扑结构是设计的第一步。

2. 选择电子元器件：在设计车载逆变电源时，我们需要选择合适的电子元器件，包括功率开关器件、滤波电感、电容等。

这些元器件的选择应考虑到功率、效率、可靠性和成本等因素。

3. 控制策略设计：车载逆变电源的控制策略直接影响其性能和稳定性。

在设计过程中，我们需要选择合适的控制策略，如PWM调制、电流控制等，以实现稳定的输出和高效率的转换。

4. 效率和稳定性优化：在设计完成后，我们可以通过一些优化措施来提高车载逆变电源的效率和稳定性。

精品文档电力电子技术课程设计报告车载逆变电源的设计----------指导教师：----------学生：----------学号：----------专业：----------班级：----------设计日期：--------------------学院2012年12月精品文档课程设计指导教师评定成绩表指导教师评定成绩：指导教师签名：年月日自动化学院2010级自动化专业电力电子技术课程设计任务书一、课程设计的教学目的和任务电力电子技术是研究利用电力电子器件、电路理论和控制技术，实现对电能的控制、变换和传输的科学，其在电力、工业、交通、通信、航空航天等很多领域具有广泛的应用。

电力电子技术不但本身是一项高新技术，而且还是其它多项高新技术发展的基础。

因此，提高学生的电力电子领域综合设计和综合应用能力是教学计划中必不可少的重要一环。

通过电力电子技术的课程设计达到以下几个目的：1、培养学生文献检索的能力，特别是如何利用Intel网检索需要的文献资料。

2、培养学生综合分析问题、发现问题和解决问题的能力。

3、培养学生运用知识的能力和工程设计的能力。

4、提高学生的电力电子装置分析和设计能力。

5、提高学生课程设计报告撰写水平。

二、课程设计的基本要求1. 教师确定方向，在教师的指导下，学生自立题目注意事项：①所立题目必须是某一电力电子装置或电路的设计，题目难度和工作量要适应在一周内完成，题目要结合工程实际。

学生也可以选择规定题目方向外的其他电力电子装置设计，如开关电源、镇流器、UPS电源等，但不允许选择其他班题目方向的内容设计（复合变换除外）。

②通过图书馆和Intel网广泛检索和阅读自己要设计的题目方向的文献资料，确定适应自己的课程设计题目。

自立题目后，首先要明确自己课程设计的设计内容。

要给出所要设计装置（或电路）的主要技术数据（如输入技术数据，输出技术数据，装置容量的大小以及装置要具有哪些功能）。

如：直流电动机调压调速可控整流电源设计首先阐述清楚调压调速可控整流电源要完成的功能然后给出主要技术数据输入交流电源：三相380V 10% f=50Hz直流输出电压：0~220V50~220V范围内，直流输出电流额定值100A直流输出电流连续的最小值为10A设计内容：整流电路的选择（方案的论证）整流变压器额定参数的计算晶闸管电流、电压额定的选择平波电抗器电感值的计算（主要参数计算）保护电路的设计触发电路的设计2. 在整个设计中要注意培养灵活运用所学的电力电子技术知识和创造性的思维方式以及创造能力。

车载逆变电源设计1.系统设计1.1设计要求制作车载正弦波逆变电源，输入12V直流，输出220V，50Hz的正弦波，满载时输出功率50W，效率不小于80%；输出波形失真度小于5%，当负载从空载到满载变化时，输出电压有效值稳定度高于3%；具有输入过压和欠压，输出过流和负载短路保护等功能。

1.2总体设计方案1.2.1设计思路题目要求设计一个车载正弦波逆变电源，输出电压波形为正弦波。

设计中主电路采用电器隔离、H桥逆变技术，控制部分采用SPWM （正弦脉冲调制)技术，利用逆变元件电力MOSFET的驱动脉冲调制，使输出获得交流正弦波的稳压电源。

1.2.2方案论证与比较1. DC-DC实现变换器的方案论证与选择方案一:推挽式DC-DC变换器。

推挽电路是两个不同极性晶体管输出电路无输出电压器(有OTL, OCL等)。

是两个参数相同的功率BJT管或MOSFET管，以推挽方式存在于电路中，各负责正负半周的波形放大任务。

电路工作中，两只对称的功率开关管每次只有一个导通，所以导通损耗小，功率高。

推挽输出级既可向负载灌电流，也可从负载抽取电流。

方案二:Boast升压式DC-DC变换器。

开关的开通和关断受外部PWM信号控制，电感L将交替地存储和释放能量，电感储能后使电压上升，而电容C可将输出电压保持平稳，通过改变PWM控制信号的占空比以相应实现输出电压的变化。

该电路采取直接直流升压，电路结构较简单，损耗较小，效率比较高。

方案比较:方案一和方案一都适用于升压电路，推挽式DC-DC变换器可由高频变压器将电压升至任何值。

Boost升压式DC-DC变换器不使用高电频变压器，由12V升至320V , PWM信号的占空比比较低，会使得Boost 升压式DC-DC变换器的损耗比较大。

综上所述，采用方案一。

2.辅助电源的方案论证与选择方案一:采用线性稳压器LS7805方案二:采用Buck降压式DC-DC变换器。

方案比较:方案一的优点在于可以使用很少元器件构成辅助电源，但是效率较低。

一种超低成本逆变电源分析与应用超低成本逆变电源是一种其设计与制造成本极为低廉的逆变电源。

逆变电源是一种将直流电源转换为交流电源的电子装置，它在许多电子设备和系统中得到广泛应用，如太阳能发电、风能发电、电动车、UPS电源等。

本文将就超低成本逆变电源的分析与应用进行探讨。

首先，超低成本逆变电源的设计与制造成本低廉，是其最突出的特点。

这主要得益于现代电子技术的发展，如MOSFET功率开关器件的广泛应用、高频变压器的研制与应用、单片机控制技术的成熟等，这些新技术的应用使得逆变电源的设计与制造成本大大降低。

此外，超低成本逆变电源还采用了简化的电路设计，减少了器件的使用数量，从而进一步降低了成本。

其次，超低成本逆变电源的性能表现也相当可靠。

尽管成本低廉，但超低成本逆变电源在性能上并不逊色于传统的高成本逆变电源。

其输出电压的波形质量、输出功率的稳定性、电压与频率的调节范围等指标都能满足大部分应用要求。

这得益于现代电子器件技术的持续进步，使得超低成本逆变电源能够在低成本条件下提供可靠的电源能力。

另外，超低成本逆变电源的应用范围也非常广泛。

除了传统的应用领域外，如家庭电器、工业设备等，超低成本逆变电源还可以应用于一些特殊领域。

比如，可以应用于农村地区的电力供应，解决农村电网不稳定的问题；可以应用于半导体设备的电源供应，提供稳定、纯净的电源给半导体设备使用；可以应用于医疗设备的电源供应，提供可靠、安全的电源给医疗设备使用等。

这些应用领域的需求与超低成本逆变电源的性能与成本要求相契合，因此具有很大的市场前景。

最后，需要注意的是，尽管超低成本逆变电源具有低成本、性能可靠、应用广泛的诸多优点，但在设计与制造过程中仍需注意一些问题。

比如，必须合理选择电子器件，保证器件的质量与性能；必须合理设计电路，确保电路的稳定性与可靠性；必须进行严格的检测与验证，确保产品的质量与性能相匹配。

只有在充分注意这些问题的情况下，超低成本逆变电源才能真正发挥其优点，为用户提供高质量的电源能力。

车载逆变器电源的设计与制作现在汽车越来越普及，需要一款经济小巧的车载逆变电源来满足旅游外出时的各种用电需求。

本文中的设计将汽车电瓶输出的12V直流电转化为220V/50HZ的交流电，以满足国内大部分低功率用电器的使用要求。

文中是以PWM脉宽调制技术为基础，用SG3525A和CD4069芯片产生方波信号，以实现直流到交流的转变关键词：逆变电源，脉宽调制，SG3525A,CD4069主电路的设计1.1 设计要求及系统指标设计车载逆变器的主要目的是满足车上或户外一些主要用电器的用电需求，要求小型、轻便、廉价，不要求大功率和标准的输出波形，所以设计的主要思想是结构简单，小巧轻便，成本较低。

为了不影响汽车的正常工作，应实现输入输出的隔离，还要尽可能提高电源的转化效率。

所以设计要求为将汽车电瓶输出的12V直流电转化为220V/50Hz交流电，电瓶限流15A,所以最大功率180W，用变压器实现电气隔离，输出为准正弦波或方波。

1.2 总体方案的选取1.1.1 方案比较方案一，基于工频变压器的逆变电源。

文氏振荡器产生50Hz震荡，经推动级调制直流电压，并用工频变压器进行电压放大。

方案二，基于升压式（Boost）电路的电压逆变。

用Boost电路将12V升压到510V，再用50Hz信号进行调制成交流输出。

方案三，基于中频逆变的逆变电源。

第一级采用DC/DC变换，将直流低压通过脉宽调制和中频变压器升成直流高压，第二级DC/AC变换，将直流变为50Hz交流。

1.1.2 方案选择方案一的工频变压器笨重，占用体积大，不符合小巧轻便的制作要求。

方案二将12V 升为510V 的Boost 电路制作难度大，对元器件性能要求高，所以舍弃。

方案三基本符合设计要求。

前级采用推挽式升压电路，推挽变换开关管电压是电源电压的两倍，适合低电压电源；后级采用全桥逆变电路，输出电压是半桥电路的两倍，减小了开关管电流应力。

1.3 逆变电源原理框图主电路如图1.1，首先将直流电压经开关调制成中频交流电，经推挽输出变 图 1.1 逆变电源原理框图成高压，再整流成直流高压，经全桥逆变电路，变换成220V/50Hz 电压，最后可以滤波成准正弦波输出。

车载逆变器电源方案1. 简介车载逆变器是一种将车辆的直流电源（如车辆电池）转换为交流电的设备。

它可将车辆的电源输出转换为适用于家用电器、办公设备和其他电子设备的标准交流电，提供了便利和灵活的电力供应方案。

本文将介绍一种常见的车载逆变器电源方案，包括其工作原理、应用场景以及选型注意事项。

2. 工作原理车载逆变器通过将车辆的直流电源经过变换和调整，输出适用于交流电设备使用的电压和频率。

其工作原理可以简单概括为以下几个步骤：2.1 输入电源的整流和滤波车载逆变器首先将车辆电池输出的直流电转换为稳定的直流电，通过整流和滤波电路进行处理。

这一步骤的目的是消除输入电源的噪声和干扰，保证后续电路的正常工作。

2.2 逆变器的工作经过输入电源处理的直流电被送入逆变器电路中，经过电子元器件的变换和调整，输出为交流电。

逆变器的工作原理可以分为两种类型：矩形波逆变和纯正弦波逆变。

矩形波逆变器通过控制开关管的开关时间，将输入直流电转换为近似矩形波形的交流电。

这种逆变器的结构简单、成本低，但输出的波形含有较多的谐波成分，可能对某些特殊设备的工作造成影响。

纯正弦波逆变器通过使用PWM调制技术，将输入直流电转换为纯正弦波形的交流电。

这种逆变器的输出波形较为纯净，适合对波形要求较高的电子设备使用。

2.3 输出电路的处理逆变器输出的交流电经过输出电路的进一步调整和过滤，以提供稳定的输出电压和频率。

同时，输出电路还需要具备过载保护、短路保护等功能，以确保车载逆变器的安全可靠运行。

3. 应用场景车载逆变器电源方案在以下场景中得到广泛应用：3.1 车载电子设备充电车载逆变器可以将车辆电池转换为标准交流电，用于充电手机、平板电脑、笔记本电脑等车载电子设备。

这对于长途驾驶或者需要在车内工作的人来说，非常方便实用。

3.2 户外用电当需要户外使用电子设备时，车载逆变器可以将车辆电池转换为交流电，为户外照明、音响、电动工具等提供电力支持，满足一些临时用电需求。

针对传统车载逆变电源存在的缺点, 提出基于ATmega16单片机的数字式车载逆变电源的系统设计方案。

该方案以单片机作为正弦脉冲宽度调制（SPWM）的控制器，采用了占空比可调的正弦波脉宽调制波(SPWM) 技术控制定电力MOSFET 的导通与关断，并通过输出电压反馈的闭环软件控制结构,来提供稳压、欠压保护等功能，把汽车蓄电池的12V 直流电转变成220V 纯正弦交流电。

本系统硬件电路设计主要由推挽拓扑结构的的DC/DC 升压模块，DC/AC 逆变模块,以及主控制电路和外围接口电路模块组成。

控制系统软件则重点阐述逆变器数字控制系统主要环节的设计，给出了软件的总体结构、SPWM波形的实现及软闭环软件控制结构，实现了对逆变器的保护、监测等逻辑控制功能。

最后对主电路及控制电路进行了仿真调试，结果表明，所设计的电路及控制策略能够较好地改善输出波形质量，电源直流升压环节波动小, 输出波形畸变率低, 具有较好性能。

关键词ATmega16 PI控制推挽逆变器一、系统设计方案 (2)1、设计要求 (2)2、方案论证与选取 (3)2.1 SPWM波生成原理及方案选取 (2)2.2 DC-DC升压电路的分析与选取 (4)3、系统设计方案 (5)二、系统硬件设计 (5)1、系统硬件结构 (5)2、主电路设计 (5)2.1 前级升压电路 (5)2.2 后极逆变电路 (7)3、控制电路设计 (8)3.1 前级控制电路 (8)3.2 后极控制电路 (9)4、驱动电路设计 (10)5、保护电路设计 (11)5.1 输入过压保护电路 (11)5.2 输入欠压保护电路 (11)5.3 系统过热保护电路 (12)5.4 输出过压保护电路 (13)5.5 输出过流保护电路 (13)三、系统软件设计 (14)1、主程序设计 (14)2、SPWM控制信号的产生 (15)四、结果分析 (16)1、主电路仿真 (16)2、仿真结果与分析 (16)五、结论 (17)参考文献 (15)12V/220V车载逆变电源制作引言车载电源又叫电源逆变器，能够将蓄电池12V直流电转换为和市电相同的220V交流电，供一般电器使用，由于常用于汽车而得名。

车载逆变电源的设计
车载逆变电源是一种能够将汽车直流电源转换成交流电源的电子设备。

下面是车载逆变电源的设计要点：
1. 车载逆变电源的输入电压范围通常为12V-24V，因此设计时要确保电路在这个范围内工作稳定。

2. 使用高效的开关电源设计，以确保能够在尽可能小的体积中输出足够大的功率。

3. 适当选择逆变电路拓扑结构，常用的有全桥式逆变、半桥式逆变和谐振式逆变等。

4. 选用高速开关和大功率低电阻MOSFET管，以提高转换效率和减小损耗。

5. 对输出电压进行稳压控制，以满足不同负载的需求。

6. 考虑安全性，加入过温、过电流、过压、短路等保护电路，确保车载逆变电源具有可靠性和稳定性。

7. 对辐射干扰问题应该加以评估，确保符合电磁兼容性规范。

8. 做好散热设计，使得整体温升不过高，保证设备长期稳定工作。

9. 设计时需要结合实际需要，如输出电压、输出电流、输出功率等等因素进行分析，并对部分元器件进行优化，以提高设计的性价比。

以上是车载逆变电源的设计要点，需要根据实际情况进行针对性的设计。

车载逆变器电源方案1. 引言随着汽车的普及和发展，人们对汽车的功能要求也越来越高，不再满足于只是作为交通工具的基本功能。

面对现代汽车上越来越多的电子设备和需要供电的设备，车载电源方案变得至关重要。

车载逆变器作为一种常见的车载电源方案，可以将直流电源转换为交流电源，满足车辆上各种设备的供电需求。

2. 车载逆变器的工作原理车载逆变器的基本工作原理是将车辆的直流电源转换为交流电源。

它通常由直流输入电路、逆变电路和交流输出电路组成。

2.1 直流输入电路直流输入电路主要由电源输入端、输入滤波电路和直流输出端组成。

电源输入端连接车辆的直流电源，输入滤波电路用于滤除输入电压中的杂波和干扰。

直流输出端连接逆变电路，将滤波后的直流电源供给逆变电路。

2.2 逆变电路逆变电路是车载逆变器的核心部分，它将直流电源转换为交流电源。

常见的逆变电路有两种类型：单相逆变电路和三相逆变电路。

单相逆变电路适用于一些功率较小的设备，而三相逆变电路适用于功率较大的设备。

逆变电路通常由晶体管、继电器、电感、滤波电容和控制电路等器件组成。

逆变电路的工作原理是通过切换晶体管的导通和关断状态，来控制输出交流电压的幅值和频率。

2.3 交流输出电路交流输出电路主要由输出滤波电路和输出端口组成。

输出滤波电路用于滤除输出交流电压中的杂波和干扰。

输出端口则连接各种设备，将输出交流电压供给这些设备。

3. 车载逆变器的应用场景车载逆变器广泛应用于汽车、船舶、房车等场景中。

它可以为车辆上的各种设备提供电力支持，包括但不限于手机充电、电脑使用、DVD播放等。

车载逆变器的功率范围较大，一般从几十瓦到几千瓦不等，可以满足不同设备的功率需求。

4. 车载逆变器的选择与购买在选择和购买车载逆变器时，需要考虑以下几个方面：•功率需求：根据需要供电的设备功率确定逆变器的功率范围。

太小的逆变器可能无法满足设备的功率需求，太大的逆变器则会造成资源浪费。

•逆变效率：逆变效率是衡量逆变器性能的重要指标，它表示逆变器将输入直流电源转换为输出交流电源的效率。

株洲师范高等专科学校物理与电子工程系毕业论文12v/220v车载逆变电源实用制作技术专业：应用电子技术班级：07级应电班学生姓名：蒋兴伟学号：04207106指导教师：黄卓冕设计时间：2010-3-5至2010-6-9摘要汽车由最原始的代步方式转变为生活的必须品，现在又开始由生活的必须品向享受生活的层面过渡了，有车族在户外需要使用的电子设备越来越多，例如汽车音响，车用DVD，车用冰箱，手提电脑，手机充电器和各种电源适配器。

在发达国家车载逆变源是每辆车必须具备的。

据统计，国内配备这种转换器的车还不足20%，加之每年汽车销量居高不下，因而电源转换器在国内有很大的市场前景。

车载逆变电源可以把汽车蓄电池的12V,24V直流电转变为大多数电器所需要的220V交流电，功率开关把输入的直流电压转变成脉宽调制交流电压，然后利用推挽逆变器和高频变压器把交流电压什高。

再用全波整流交流电压转换成直流，最后由全桥变换器把高压直流逆变所需交流电。

电源换器可作为移动交流电源在车辆，船舶上使用，也适合与太阳能电池配合使用，能够方便地为这些电气设备提供交流电。

UPS是一种含有蓄能的装置，以逆变器为主要组成部分的恒压，恒頻电源设备，主要用于给计算机，计算机网络系统或其他电力设备提供不间断的电力供应。

当市电正常时UPS将市电整流通过逆变器或直接稳压后提供给负载使用。

此时，UPS就是一台交流稳压器，同时还向机内的蓄电池充电，当市电发生中断等情况时，UPS立即将电池的电能通过逆变转换的方法向负载继续供电，使得负载能维持正常的工作，并保护负载，硬件不受损失。

关键字:车载电源，逆变，保护电路AbstractCar travel by the most primitive way of life must be transformed into products, and now again by the necessities of life to enjoy life to the level of the transition, and car owners to use in the outdoors more and more electronic devices, such as car audio, car with DVD, car fridge, portable computers, cell phone chargers and various power adapter. In developed countries, According to statistics, China's car with this converter is less than 20%, coupled with high annual vehicle sales, so the power adapter in the country have great market prospects.Car power inverter car battery can be 12V, 24V DC into 220V needed most AC electrical power switch to the input DC voltage into AC voltage pulse width modulation, and then use push-pull inverters and high-frequency transformer the AC voltage even higher. Then full-wave rectified AC voltage into a DC, and finally by the full bridge converter high voltage DC to AC inverter required. Power converter can be used as mobile AC power supply in vehicles, ships use, also suitable for use with solar cells and can easily provide AC power to these electrical equipment.UPS is a device containing the storage to the main component of inverter constant pressure, constant frequency power supply equipment, mainly used for computer, computer network system or other power equipment to provide uninterrupted power supply. When normal mains electricity will be rectified when the UPS inverter or directly through the post regulator to provide to the load. At this point, UPS is one exchange regulator, but also to the machine's battery charging, UPS will immediately convert the battery power through the inverter means to supply to the load。

车载逆变器方案1. 引言车载逆变器是一种用于将汽车直流电源转换为交流电源的设备。

它可以将车辆的电池电源转换为适用于各种家用电器和电子设备的电源。

车载逆变器在车辆旅行、露营、户外活动等情况下非常有用。

本文将介绍车载逆变器的原理、应用以及一种常见的车载逆变器方案。

2. 车载逆变器原理车载逆变器通过使用电子装置将直流电源转换为交流电源。

其根本原理是使用一个转换电路将低电压的直流电源转换为高电压的交流电源。

其工作原理如下：1.输入：车载逆变器将直流电源作为输入。

这可以是车辆的12V直流电池电源。

2.逆变：通过逆变器电路，直流电源被转换为交流电源。

逆变器中的电子开关将直流电压转换为交流电压。

3.输出：逆变器的输出是交流电源，可以供电各种家用电器和电子设备。

3. 车载逆变器的应用车载逆变器可广泛应用于多种场景，例如：3.1 车行办公对于需要长时间在车辆中工作的人员，车载逆变器可以提供便捷的电源供给。

他们可以通过逆变器连接笔记本电脑、打印机等设备，实现车行办公，无需担忧电池电量不够。

3.2 露营户外活动在露营和户外活动中，车载逆变器可以为帐篷提供电源。

人们可以使用逆变器连接灯光、电热水壶、充电器等设备，增加露营舒适度。

3.3 急救设备使用在紧急情况下，车载逆变器可以为急救设备提供电源。

医疗人员可以使用逆变器连接医疗设备，如监护仪、呼吸机等，以确保急救过程中的电力供给。

4. 车载逆变器方案以下是一种常见的车载逆变器方案：4.1 逆变器选择选择适宜的车载逆变器至关重要。

应根据需求选择适合的功率和特性。

常见的逆变器功率有200W、300W、500W等。

此外，还应注意逆变器的输出电压、波形和保护功能等。

4.2 电源连接车载逆变器通常与车辆的12V直流电源连接。

其连接方式为将逆变器的正负极分别与车辆电池的正负极进行连接。

为了便于使用，可以安装一个逆变器插座，方便插拔电器设备。

4.3 逆变器保护车载逆变器应具备过载保护、过温保护等功能。

基于SG3525A的新型车载逆变电源设计随着经济水平的提高，汽车正逐渐成为人们的日常交通工具然而，人们随身携带的电子产品，例如手机，却不能使用汽车上的电源因此，开发一款经济实用的车载逆变器就成为一种需求。

我们采用集成脉宽调制芯片SG3525A为主控芯片，以CD4020B计数器及与非门电路构成分频分相电路并配以保护电路，实现了逆变器的脉宽调制其在逆变电源工作时的持续输出功率为100W，并具有输出过流保护及输入欠压保护等功能，可实现电源逆变、电压稳定、欠压保护及过流保护等功能系统基本原理本逆变器输入端为汽车蓄电池(+12V，4.5Ah)，输出端为工频方波电压(50Hz，220V)其系统主电路和控制电路框图如图1所示，采用了典型的二级变换，即DC/DC变换和DC/AC逆变12V直流电压通过推挽式变换逆变为高频方波，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；然后再由桥式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，以驱动负载为保证系统的可靠运行，分别采集了DC高压侧电压信号、电流信号及蓄电池电压信号，送入SG3525A，通过调整驱动脉冲的占空比或关断脉冲来实现电压调节、过流保护及欠压保护等功能。

主要技术参数输入电压:DC 12V；输出电压:AC 220V±5%，50Hz±2%；额定功率:100W；保护功能:输入直流极性接反保护，输入欠压保护，输出过流保护电路设计1 主控芯片SG3525ASG3525A是ST公司生产的脉冲宽度调制器控制集成电路具有集成基准电压，振荡器同步，软启动时间控制，输入欠电压锁定等功能SG3525A的引脚如图2所示。

振荡频率的确定：振荡频率由三个外部元件RT、CT和RD设置，分别接在6、5、7引脚上振荡频率为fOSC=1/CT(0.7RT +3RD)，其中，0.7RTCT为定时电容充电时间，3RDCT为定时电容放电时间为了使分频分相电路取得50Hz振荡频率，本设计设定振荡频率为51.2kHz，取CT＝2000pF RT=10kΩ，RD=922Ω输出脉宽的调整：PWM脉冲宽度由引脚9和引脚8中电平较低的一端控制芯片内部的误差放大器U1将电压反馈信号与基准电压信号偏差放大后送入比较器U2的反向输入端，比较器正向输入端的输入则来自电容器CT上的锯齿波，两者做比较后输出方波脉冲来控制SG3525A内部输出功放管的占空比（见图3）本设计中将8引脚经电容接地，9引脚接DC/DC 高压直流电压的反馈电压，由此调整输出直流电压的稳定图3中，U1为SG3525A中的误差放大器，1、2、9分别为芯片管脚，R1～R7、C1、C2均为外接电阻电容SG3525A的16引脚输出5V参考电压电阻R3、R4及U1构成反比例运算器，R4/R3为其静态放大倍数，其值越大控制精度越高但放大倍数太大将引起振荡，因此引入C1和R5使误差放大器成为不完全比例积分控制器，此时静态误差放大倍数不变，动态误差放大倍数减小，既不影响控制精度，又避免过冲引起振荡。

实用的车载逆变器的设计中心议题：∙车载逆变器的系统基本原理∙车载逆变器的电路设计∙车载逆变器的保护措施解决方案：∙采用分频分相电路∙采用输入欠压保护电路∙采用输出电流过载保护电路∙利用外壳(机壳)散热致冷随着经济水平的提高，汽车正逐渐成为人们的日常交通工具。

然而，人们随身携带的电子产品，比如手机，却不能使用汽车上的电源。

因此，开发一款经济实用的车载逆变器就成为一种需求。

我们采用集成脉宽调制芯片SG3525A为主控芯片，以CD4020B计数器及与非门电路构成分频分相电路并配以保护电路，实现了逆变器的脉宽调制。

其在逆变电源工作时的持续输出功率为100W，并具有输出过流保护及输入欠压保护等功能，可实现电源逆变、电压稳定、欠压保护及过流保护等功能。

系统基本原理本逆变器输入端为汽车蓄电池(+12V，4.5Ah)，输出端为工频方波电压(50Hz，220V)。

其系统主电路和控制电路框图如图1所示，采用了典型的二级变换，即DC/DC变换和DC/AC逆变。

12V直流电压通过推挽式变换逆变为高频方波，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；然后再由桥式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，以驱动负载。

为保证系统的可靠运行，分别采集了DC高压侧电压信号、电流信号及蓄电池电压信号，送入SG3525A，通过调整驱动脉冲的占空比或关断脉冲来实现电压调节、过流保护及欠压保护等功能。

图1系统主电路和控制电路框图主要技术参数输入电压:DC12V；输出电压:AC220V±5%，50Hz±2%；额定功率:100W；保护功能:输入直流极性接反保护，输入欠压保护，输出过流保护。

电路设计1主控芯片SG3525ASG3525A是ST公司生产的脉冲宽度调制器控制集成电路,具有集成基准电压，振荡器同步，软启动时间控制，输入欠电压锁定等功能。

SG3525A的引脚如图2所示。

低成本车载逆变电源设计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。

图1 方波逆变器的结构框图目前，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DC 12V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。

2 DC/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。

图2 DC/DC变换结构图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。