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(jì)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(jì)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(jì)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(shí)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(jī)和高頻機(jī)兩種，其中工頻機(jī)隔離升壓采用工頻變壓器，具有笨重、功率密度低的缺點(diǎn)，實(shí)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(jì)規(guī)范與功能要求,逆變器整機(jī)設(shè)計(jì)要求逆變器測試要求,7,逆變器整機(jī)設(shè)計(jì)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(shí)際情況，提供短時(shí)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(bào)警保護(hù)和恢復(fù)功能整機(jī)無風(fēng)機(jī)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(shí)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(jī)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(shí)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(shí)現(xiàn)提高整機(jī)效率可靠的高頻高壓全橋逆變電路設(shè)計(jì)安裝空

6、間的充分利用,13,SPWM實(shí)現(xiàn),SPWM有硬件和軟件兩種方式實(shí)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(shí)現(xiàn)方式。,14,SPWM實(shí)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(shí)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(diǎn)；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(shí)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(shí)鐘，結(jié)果進(jìn)一步增加了電路的復(fù)雜性。,15,SPWM實(shí)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(diǎn)，另外由于MCU時(shí)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(shí)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(shí)現(xiàn)單邊調(diào)制和雙邊調(diào)制，二者對整機(jī)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(jī)效率,,車載逆變器的整機(jī)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(jī)效率,17,可靠的高頻高壓全橋逆變電路設(shè)計(jì),,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(jì)提出了較高的要求。NFA正弦波逆變器的后級電路設(shè)計(jì)考慮