co;ltdnfa純正弦逆變器輸出波形-21ic

1、1,車載純正弦逆變器分析與設(shè)計方案,Analysis and Design Solution of Pure Sine Wave InverterFor Vehicles,,車載純正弦逆變器分析與設(shè)計方案,2,主要內(nèi)容,車載逆變器分類純正弦逆變器與方波逆變器綜合性能比較設(shè)計規(guī)范與功能要求純正弦逆變器的工作原理分析關(guān)鍵技術(shù)分析NFA純正弦波逆變器實現(xiàn)方案NFA純正弦波逆變器輸出波形,3,車載逆變器分類,車載逆變器按照輸出波形

2、分為修正正弦波（方波）和純正弦逆變器兩種，國內(nèi)市場以修正正弦逆變器居多；純正弦車載逆變器多為一些高端汽車用戶使用。車載逆變器按照隔離升壓部分的拓?fù)浞譃楣ゎl機和高頻機兩種，其中工頻機隔離升壓采用工頻變壓器，具有笨重、功率密度低的缺點，實際應(yīng)用不多。,4,純正弦逆變器與方波逆變器綜合性能比較,,5,修正正弦波（方波） 純正弦波,,6,

3、設(shè)計規(guī)范與功能要求,逆變器整機設(shè)計要求逆變器測試要求,7,逆變器整機設(shè)計要求,輸入電壓范圍：DC12V-14.5V輸出功率：200W輸出電壓：220V±3%輸出頻率：50±0.2HZ輸出波形：純正弦波波形失真度:THD<2%（線性負(fù)載）過載能力：根據(jù)負(fù)載實際情況，提供短時間過載能力工作溫度范圍：-40℃(TuB)到105℃(ToB); 120℃持續(xù)30 分鐘動態(tài)電壓瞬變范圍:0-100%負(fù)載變

4、化，〈±4%效率：大于90%LED功能顯示定義過壓、欠壓、過溫、過流、過載、短路等故障、報警保護(hù)和恢復(fù)功能整機無風(fēng)機散熱，但工作發(fā)熱量不能引起自身和周圍零件變形和損傷,8,逆變器測試要求,按照VW80101實施EMC測試要求清單：TL82066： 傳導(dǎo)干擾TL82166： 射頻干擾TL82466： ESDTL965： 輻射干擾,9,純正弦逆變器的工作原理分析,系統(tǒng)框圖工

5、作原理分析,10,系統(tǒng)框圖,11,工作原理分析,高頻純正弦逆變器整機分為前級和后級兩部分前級電路由直流電源輸入+高頻變壓器+整流橋+直流高壓濾波電路組成，完成DC/DC的功能，即實現(xiàn)DC12V輸入到至少DC320V輸出的轉(zhuǎn)換后級電路由SPWM全橋逆變器+LC低通濾波器組成，主要完成 HVDC—>50HZ/220V正弦AC輸出的轉(zhuǎn)換,12,關(guān)鍵技術(shù)分析,SPWM實現(xiàn)提高整機效率可靠的高頻高壓全橋逆變電路設(shè)計安裝空

6、間的充分利用,13,SPWM實現(xiàn),SPWM有硬件和軟件兩種方式實現(xiàn) 硬件SPWM的發(fā)生原理是用失真度極小的正弦波做參考電壓，與正三角波(雙邊調(diào)制)或鋸齒波(單邊調(diào)制)通過高速比較器比較，得到一串占空比按照正弦規(guī)律變化的矩形波（即SPWM波形），調(diào)制方式又分為單極性調(diào)制和雙極性調(diào)制兩種，如下圖所示為單邊雙極性SPWM調(diào)制的硬件實現(xiàn)方式。,14,SPWM實現(xiàn),硬件SPWM調(diào)制電路可以全部由硬件電路組成（主要包括時鐘電路、參考正弦波

7、發(fā)生電路、三角波發(fā)生電路和高速比較電路），也可以某一功能部分由MCU產(chǎn)生，如參考正弦波發(fā)生電路可以由MCU的D/A接口+RC低通濾波器產(chǎn)生。但總的來說硬件SPWM調(diào)制電路結(jié)構(gòu)復(fù)雜，容易增加故障點；另外考慮到溫漂等物理現(xiàn)象，對電路的器件選擇也提出了要求，如果用RC做時鐘電路的話，則輸出頻率會出現(xiàn)不精準(zhǔn)溫漂大的現(xiàn)象，有必要另外采用晶振和數(shù)字分頻電路做時鐘，結(jié)果進(jìn)一步增加了電路的復(fù)雜性。,15,SPWM實現(xiàn),數(shù)字SPWM則直接由MCU的PWM

8、口輸出占空比按照正弦規(guī)律變化的矩形波，經(jīng)過驅(qū)動電路做電路放大后直接驅(qū)動全橋電路，具有結(jié)構(gòu)簡單的優(yōu)點，另外由于MCU時鐘采用晶振電路，具有很高的溫度穩(wěn)定性，輸出頻率比較精準(zhǔn)。目前的低端MCU產(chǎn)品的PWM模塊是按照邊沿對齊的方式發(fā)生的，只能實現(xiàn)單邊SPWM發(fā)生，一些高端MCU的PWM模塊具有邊沿對齊和中心對齊兩種選擇，可以方便的實現(xiàn)單邊調(diào)制和雙邊調(diào)制，二者對整機的影響僅體現(xiàn)在輸出的諧波成分組成上，只要采取合理的濾波措施，兩種方式區(qū)別不大。,

9、16,提高整機效率,,車載逆變器的整機損耗主要體現(xiàn)在前級電路，NFA首次將ZVS技術(shù)引入了車載逆變器，使前級電路的效率提高到95%以上，從而保證了大于90%的整機效率,17,可靠的高頻高壓全橋逆變電路設(shè)計,,與其它車載電器(如鎮(zhèn)流器)不同,車載逆變器面對的負(fù)載千變?nèi)f化,高頻高壓的全橋逆變電路直接連接負(fù)載(嚴(yán)格地說,二者之間有LC通濾波器相隔),因此對全橋電路包括其驅(qū)動電路的可靠性設(shè)計提出了較高的要求。NFA正弦波逆變器的后級電路設(shè)計考慮