300W车载逆变器演示文稿.pptVIP

1 300W车载逆变器的设计 06机电技术教育 指导教师 前言 车载的单相逆变器输入电压为DC 12 V，必须进行逆变才能够输出单相AC 220 V、50 Hz电压。但DC 12 V电压直接逆变无法输出AC 220 V电压，必须进行升压。对于车辆单相逆变器，升压方式有2种：DC-DC升压后再逆变和DC逆变成AC后再升压。第1种方式采用高频升压技术，第2种方式采用工频升压技术。 本次设计介绍的是一款用SPWM技术设计的体积小巧的车载逆变器。把家用电器连接到电源转换器的输出端就能在汽车内使用各种电器象在家里使用一样方便。 第一章 绪 论 1.1逆变器的概述 静态功率交换器（即逆变器）的主要目的是将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独立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独立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。 1.2逆变器的发展历史 电力突然中断可能会带来极大地损失，随着电力电子技术的发展，以及逆变器市场的巨大发展，都促进了近年来逆变技术的迅猛发展，本文将试着对当下逆变技术的发展趋势进行一些分析。 逆变器的发展经历三个阶段： 二极管逆变器阶段，主要是以二极管的单向导电性来实现直流的通断，再通过电流方向的转换就变成了简单低频的交流电。 晶闸管逆变器阶段，主要的技术发展方向是：不断升压满足日常生活应用时，对象系统要求有外部电路可以控制电流方向的切换，突显其对象的远程控制能力。 SPWM技术逆变器阶段，变频电源大多采用正弦脉宽调制，即所谓SPWM技术。 第二章 逆变主电路技术 逆变器包括单相电压源、电流源逆变器和三相电压源。 单相电压源逆变器： 常见的单相正弦逆变电源主电路主要有半桥、全桥、推挽三种结构，其中以全桥逆变电路应用最为广泛。下面以全桥逆变电路为主，分别对单相电压型正弦逆变电源的这三种电路的拓扑结构和工作原理进行介绍和分析。 半桥逆变电路 它有两个桥臂，每个桥臂由一个可控元件和一个反并联二极管组成。 半桥逆变电路的原理图如图所示，它有两个桥臂，每个桥臂由一个可控元件和一个反并联二极管组成。在直流侧接有两个相互串联的足够大的电容，使得两个电容的联接点o为直流电源的中点，图中Vo＝VAO 。 全桥逆变电路 全桥逆变电路可以认为是由两个半桥逆变电路组成的，在单相电压型逆变电路中是应用最多的电路，主要用于大容量场合。在相同的直流输入电压下，全桥逆变电路的最大输出电压是半桥逆变电路的两倍。这意味着输出功率相同时，全桥逆变器的输出电流和通过开关元件的电流均为半桥逆变电路的一半。在大功率场合，这是一个显著的优点，可以减少所需并联的元件数。对于电压型全桥逆变电路，其常用的开关控制模式主要分为双电压极性控制和单电压极性控制两种方式。 推挽式逆变电路 推挽式逆变电路如图所示，推挽式逆变电路在输出端需要原边带有中心抽头的变压器。T1在输出电流 Io为正时导通，而D1在Io为负时导通。因此，当T1导通，T2关断时，无论Io的方向如何，总有Vo = Vd/n，其中n为变压器原边一半绕组（由一端到抽头）与副边绕组间的变比。类似的，当T2导通，T1关断时，总有Vo = －Vd/n。推挽式可工作于PWM方式或方波方式，输出波形与全桥逆变电路相同。 第三章 SPWM技术 脉宽调制的一般原理 PWM逆变器通过对逆变器本身的控制来实现调压的一种方法，它是把逆变器的输出电压斩波成脉冲，通过改变脉冲的宽度、数量或分布规律，以改变输出电压的数值和频率，这种方法称脉宽调制（PWM）。逆变器的脉宽调制大致可分为单脉宽调制、多脉宽调制、正弦脉宽调制等数种。不同的脉宽调制方法引起的谐波分量不同，其中正弦脉宽调制谐波分量最少。PWM逆变器的技术关键之一是PWM调制方法，其原理有面积法、图解法、计算法、采样法、优化法、斩波法、角度法、跟踪法和次谐波法等、各种PWM逆变器的区别主要在PWM波形的生成方法上，其类型很多。鉴于脉宽调制方法对逆变器性能与控制线路