逆變器原理圖框圖

1、車載逆變器的整個(gè)電路大體上可分為兩大部分，每部分各采用一只tl494 或 ka7500 芯片組成控制電路， 其中第一部分電路的作用是將汽車電瓶等提供的12v 直流電，通過高頻 pwm (脈寬調(diào)制 )開關(guān)電源技術(shù)轉(zhuǎn)換成30khz50khz、220v 左右的交流電；第二部分電路的作用則是利用橋式整流、濾波、脈寬調(diào)制及開關(guān)功率輸出等技術(shù)，將30khz 50khz、220v 左右的交流電轉(zhuǎn)換成50hz、220v 的交流電。圖 1 電路中，由芯片ic1 及其外圍電路、三極管vt1 、 vt3、mos 功率管 vt2、vt4以及變壓器 t1 組成 12v 直流變換為220v/50khz 交流的逆變電路。由

2、芯片 ic2 及其外圍電路、 三極管vt5、vt8、mos 功率管 vt6、vt7 、 vt9、vt10以及 220v/50khz 整流、濾波電路vd5 vd8 、c12 等共同組成220v/50khz 高頻交流電變換為220v/50hz 工頻交流電的轉(zhuǎn)換電路，最后通過 xac插座輸出 220v/50hz 交流電供各種便攜式電器使用。圖 1 中 ic1、ic2 采用了 tl494cn(或 ka7500c)芯片，構(gòu)成車載逆變器的核心控制電路。 tl494cn是專用的雙端式開關(guān)電源控制芯片，其尾綴字母cn表示芯片的封裝外形為雙列直插式塑封結(jié)構(gòu)，工作溫度范圍為0-70 ，極限工作電源電壓為7v40v

3、，最高工作頻率為 300khz。tl494 芯片內(nèi)置有5v基準(zhǔn)源，穩(wěn)壓精度為5 v 5 ，負(fù)載能力為10ma ，并通過其14腳進(jìn)行輸出供外部電路使用。tl494 芯片還內(nèi)置2 只 npn圖二本逆變器輸入端為汽車蓄電池(+12v ，4.5ah) ，輸出端為工頻方波電壓(50hz，220v)。其系統(tǒng)主電路和控制電路框圖如圖1 所示，采用了典型的二級變換，即dc/dc 變換和 dc/ac逆變。 12v 直流電壓通過推挽式變換逆變?yōu)楦哳l方波，經(jīng)高頻升壓變壓器升壓，再整流濾波得到一個(gè)穩(wěn)定的約320v 直流電壓；然后再由橋式變換以方波逆變的方式，將穩(wěn)定的直流電壓逆變成有效值稍大于220v 的方波電壓，以驅(qū)

4、動(dòng)負(fù)載。為保證系統(tǒng)的可靠運(yùn)行，分別采集了 dc 高壓側(cè)電壓信號、電流信號及蓄電池電壓信號，送入sg3525a，通過調(diào)整驅(qū)動(dòng)脈沖的占空比或關(guān)斷脈沖來實(shí)現(xiàn)電壓調(diào)節(jié)、過流保護(hù)及欠壓保護(hù)等功能。圖 1 系統(tǒng)主電路和控制電路框圖主要技術(shù)參數(shù)輸入電壓 :dc 12v；輸出電壓 :ac 220v 5%， 50hz 2%；額定功率 :100w；保護(hù)功能 :輸入直流極性接反保護(hù)，輸入欠壓保護(hù)，輸出過流保護(hù)。電路設(shè)計(jì)1 主控芯片sg3525asg3525a 是 st 公司生產(chǎn)的脈沖寬度調(diào)制器控制集成電路,具有集成基準(zhǔn)電壓，振蕩器同步，軟啟動(dòng)時(shí)間控制，輸入欠電壓鎖定等功能。sg3525a 的引腳如圖2 所示。圖 2

5、 sg3525a 引腳分布振蕩頻率的確定：振蕩頻率由三個(gè)外部元件rt、ct 和 rd 設(shè)置，分別接在6、5、7 引腳上。振蕩頻率為fosc=1/ct(0.7rt +3rd) ，其中， 0.7rtct 為定時(shí)電容充電時(shí)間，3rdct 為定時(shí)電容放電時(shí)間。為了使分頻分相電路取得50hz 振蕩頻率，本設(shè)計(jì)設(shè)定振蕩頻率為51.2khz ，取 ct2000pf, rt=10k， rd=922。輸出脈寬的調(diào)整：pwm 脈沖寬度由引腳9 和引腳 8 中電平較低的一端控制。芯片內(nèi)部的誤差放大器u1 將電壓反饋信號與基準(zhǔn)電壓信號偏差放大后送入比較器u2 的反向輸入端，比較器正向輸入端的輸入則來自電容器ct 上的

6、鋸齒波，兩者做比較后輸出方波脈沖來控制sg3525a 內(nèi)部輸出功放管的占空比（見圖3）。本設(shè)計(jì)中將8 引腳經(jīng)電容接地，9 引腳接 dc/dc 高壓直流電壓的反饋電壓，由此調(diào)整輸出直流電壓的穩(wěn)定。圖3 中，u1 為 sg3525a 中的誤差放大器，1、2、9 分別為芯片管腳，r1r7、c1、c2 均為外接電阻電容。sg3525a的 16 引腳輸出5v 參考電壓。電阻r3、r4 及 u1 構(gòu)成反比例運(yùn)算器，r4/r3 為其靜態(tài)放大倍數(shù)，其值越大控制精度越高。但放大倍數(shù)太大將引起振蕩，因此引入c1 和 r5 使誤差放大器成為不完全比例積分控制器，此時(shí)靜態(tài)誤差放大倍數(shù)不變，動(dòng)態(tài)誤差放大倍數(shù)減小，既不影

7、響控制精度，又避免過沖引起振蕩。圖 3 輸出直流高壓調(diào)節(jié)原理圖脈沖的關(guān)斷：當(dāng)10 引腳加上高電平時(shí)，實(shí)現(xiàn)對輸出脈沖的封鎖。本設(shè)計(jì)使用該項(xiàng)功能實(shí)現(xiàn)輸出過流過壓、輸入欠壓的保護(hù)。2 分頻分相電路由 14 級串行二進(jìn)制計(jì)數(shù)/分配器 cd4020b 構(gòu)成分頻電路， 分頻信號來自sg3525a 的振蕩器輸出端引腳4。圖 4 中的 a、b、c 分別代表振蕩器脈沖經(jīng)8、9、10 級分頻后的波形，其頻率分別為fa=fosc/28, fb=fosc/29, fc=fosc/210 。分相電路由單片兩輸入端四與非門cd4011bc 及外圍器件組成，將信號 abc 邏輯組合成逆變橋所需要的驅(qū)動(dòng)脈沖(a+b)c 與(

8、a+b)c 信號。該驅(qū)動(dòng)信號具有共同死區(qū)，信號頻率約為50hz。圖 4 分頻分相波形圖3 保護(hù)電路 輸入欠壓保護(hù)如圖 5 所示， d1 為蓄電池極性反接保護(hù)。sg3525a 的引腳 16 輸出參考電壓5v,取 r3r4=10k 。在正常情況下，u1 的反相輸入端電壓大于正向輸入端電壓，u1 輸出低電平，二極管 d1、d2 截止。當(dāng)蓄電池電壓低于10v 時(shí)，比較器u1 開始工作，輸出由低電平變?yōu)楦唠娖剑?d2、d3 導(dǎo)通，并把同相輸入端電位提升為高電平，使得u1 一直穩(wěn)定輸出高電平，向sg3525a 的引腳 10 輸出關(guān)斷信號。圖 5 輸入欠壓保護(hù)電路 輸出電流過載保護(hù)如圖 6 所示，運(yùn)放u2 及外圍電阻構(gòu)成反比例放大器，運(yùn)放u3 及外圍電路構(gòu)成比較器。圖1 中的 r3 為取樣電阻，取2.2 ， 2w。當(dāng)負(fù)載電流增大時(shí)，該電阻的壓降u 增大。圖 6 輸出電流過載保護(hù)電路運(yùn)放 u3 正向輸入端輸入電壓為：u =(1+r2/r1) (r3/r4) u