【正文】 5．噪聲小，不能因其帶來(lái)的噪聲影響了使用的舒適度。3．體積小，由于汽車(chē)內(nèi)部空間有限，因此要求車(chē)載逆變器體積不能過(guò)大而影響汽車(chē)的駕駛，故再次對(duì)逆變器的效率提出了要求，以減小散熱器的體積。如果發(fā)熱嚴(yán)重，散熱不佳，輕則影響元件的壽命，重則存在火災(zāi)的隱患；此外，蓄電池除了接逆變器外還可能直接給直流負(fù)載供電，從人身安全角度考慮，逆變器輸入輸出需要隔離。因此車(chē)載正弦波逆變電源成為一種趨勢(shì)，同時(shí)還要求體積小、重量輕、干擾小、大功率、可靠性高。三、發(fā)展趨勢(shì)車(chē)載逆變器所帶的負(fù)載通常為以下幾類(lèi)：第一類(lèi)：整流性負(fù)載，如筆記本電腦、各種充電器、組合式音響、數(shù)碼相機(jī)、打印機(jī)、游戲機(jī)、影碟機(jī)、移動(dòng)DVD；第二類(lèi)：電阻性負(fù)載，如小型電熱器具，電熱杯等；第三類(lèi)：感性負(fù)載，車(chē)載冰箱、照明燈、電轉(zhuǎn)等電動(dòng)機(jī)型的電器。正弦波逆變，彌補(bǔ)了方波逆變的不足，適合任何類(lèi)型的負(fù)載，但是控制相對(duì)復(fù)雜，效率較低，因此高效率正弦波車(chē)載逆變器日益成為一種需求。但是準(zhǔn)正弦波其本質(zhì)是帶死區(qū)時(shí)間的方波，仍然不能滿(mǎn)足車(chē)載冰箱、日光燈、電風(fēng)扇等感性負(fù)載的要求。最初采用簡(jiǎn)易的多諧振蕩器制作的車(chē)載方波逆變器，輸出功率小，帶負(fù)載能力差，已逐步被市場(chǎng)淘汰。方波逆變結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，控制方便，但方波逆變輸出電壓諧波含量高，同時(shí)帶負(fù)載能力較差且對(duì)使用電器壽命影響較大。因此，開(kāi)發(fā)一款高性能的車(chē)載逆變器具有一定的實(shí)用價(jià)值和廣闊的市場(chǎng)前景。白天太陽(yáng)能電池板通過(guò)充電器給蓄電池充電，將太用能轉(zhuǎn)化成化學(xué)能存儲(chǔ)在蓄電池中，晚上將蓄電池接逆變器，可以用于日常的照明、看電視等生活用電。此外，車(chē)載逆變器不僅適用于車(chē)載系統(tǒng)，只要有12V直流電源的場(chǎng)合，都可以使用。自從中國(guó)加入WTO，汽車(chē)普及率日益提高，車(chē)載逆變器作為移動(dòng)中使用的直流．交流電源轉(zhuǎn)換器，將會(huì)成為有車(chē)一族的必備品。車(chē)載逆變器將12V或24V低壓直流轉(zhuǎn)換成220V/50Hz交流電供一般的電器使用，是一種方便的車(chē)用電源轉(zhuǎn)換器。目前很多車(chē)主“車(chē)家一體化”想法日益明顯，在車(chē)上裝備DVD音響系統(tǒng)、車(chē)載冰箱、車(chē)載電視，使用手機(jī)、筆記本電腦等電子產(chǎn)品。Current Switchingfor HighVoltage Applications．IEEE Trans．Power Electron，v01．40，no．4，PP：1218—1224，July．2008．六、指導(dǎo)教師意見(jiàn) 指導(dǎo)教師簽字： 年 月 日七、系級(jí)教學(xué)單位審核意見(jiàn)：審查結(jié)果： □ 通過(guò) □ 完善后通過(guò) □ 未通過(guò) 負(fù)責(zé)人簽字：年 月 日附錄2燕 山 大 學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）文獻(xiàn)綜述 課題名稱(chēng)：車(chē)載逆變電源 學(xué)院（系）：電氣工程學(xué)院 年級(jí)專(zhuān)業(yè)：07級(jí)應(yīng)電1班 學(xué)生姓名：張耿東 指導(dǎo)教師：楊國(guó)良 完成日期：2011/3/23 一、課題國(guó)內(nèi)外現(xiàn)狀隨著社會(huì)的發(fā)展，我們已步入了一個(gè)“移動(dòng)”的時(shí)代，移動(dòng)通訊、移動(dòng)辦公、休閑和娛樂(lè)等在我們的生活中隨處可見(jiàn)。Bridge Boost DCIn Voltage Doubler and Current Auto—Balance Characteristic，Power Electronics，IEEE Transactions on Volume 23，Issue 6，Nov．2008：2847—285416 R．Chen，T．Liang，J．Chen，R．Lin，K．Tseng．Study and Implement of aCurrentZVT Interleaved BoostConverters with Built 5 — 8 周：進(jìn)行系統(tǒng)理論分析,熟練運(yùn)用MATLAB或pspice， 9 — 12 周：系統(tǒng)各部分參數(shù)設(shè)計(jì)與仿真研究； 13— 16 周：整理仿真實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)波形并與理論分析比較. 撰寫(xiě)論文 17— 18 周：撰寫(xiě)論文，畫(huà)A0圖，準(zhǔn)備答辯。熟悉常用電力電子器件及逆變器控制常用模塊設(shè)計(jì)主電路設(shè)計(jì)控制電路完善電路，設(shè)計(jì)保護(hù)電路。三、研究步驟、方法及措施 制作或軟件仿真簡(jiǎn)單逆變器，以有以感性的全面的認(rèn)識(shí)。4．為了保證汽車(chē)的正常啟動(dòng)，各種儀表指示，確保蓄電池不能過(guò)度放電，必須設(shè)有相應(yīng)的欠壓保護(hù)；此外當(dāng)逆變器出現(xiàn)異常時(shí)能夠迅速的切斷輸出，防止因故障影響蓄電池及逆變器的壽命或火災(zāi)的發(fā)生。2．帶負(fù)載能力強(qiáng)，滿(mǎn)足各種常見(jiàn)的用電設(shè)備對(duì)電源的要求。二、研究的基本內(nèi)容，擬解決的主要問(wèn)題 作為車(chē)載電源轉(zhuǎn)換器，針對(duì)其特定的應(yīng)用場(chǎng)合，必須具有滿(mǎn)足以下幾個(gè)方面的要求：1．安全可靠、效率高，特別是對(duì)于功率較大的車(chē)載逆變器，對(duì)效率的要求更加苛刻。一些精密的設(shè)備和感性負(fù)載類(lèi)的電器必須要正弦波供電才能工作，否則，輕則電器設(shè)備不能正常工作，重則造成損壞用電設(shè)備或大大縮短車(chē)載逆變器的壽命。近年來(lái)提出了準(zhǔn)正弦波逆變(即修正正弦波)，可以帶電阻和整流橋負(fù)載，滿(mǎn)足了日常大部分電子產(chǎn)品的要求，效率較高，最高效率約為90％，價(jià)格適中，是當(dāng)前市場(chǎng)的主流產(chǎn)品。隨著負(fù)載增大，方波中包含的三次諧波分量使負(fù)載電流容性分量增加，嚴(yán)重時(shí)會(huì)損耗逆變器輸出濾波電容。車(chē)載逆變器按輸出電壓波形主要可以分為兩種：方波和正弦波。隨著車(chē)上使用的電器種類(lèi)增多，對(duì)車(chē)載逆變器的容量提出了更高的要求，小功率150W及以下規(guī)格的車(chē)載逆變器已經(jīng)不能滿(mǎn)足人們需求，中大功率的車(chē)載逆變器是今后的發(fā)展趨勢(shì)。車(chē)載逆變器的輸入為汽車(chē)點(diǎn)煙器或蓄電池，一般汽車(chē)點(diǎn)煙器10A左右的電流，故點(diǎn)煙器輸出的功率約為150W。其中第五種控制方法因?qū)崿F(xiàn)方便，逆變電源動(dòng)態(tài)性能優(yōu)越和對(duì)負(fù)載的適應(yīng)性強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)而被廣泛采用。實(shí)時(shí)反饋控制技術(shù)是針對(duì)第二代逆變電源對(duì)非線(xiàn)性負(fù)載的適應(yīng)性不強(qiáng)及動(dòng)念特性不好的缺點(diǎn)提出來(lái)的，它是近十年來(lái)發(fā)展起來(lái)的新型電源控制技術(shù)，目前仍在不斷地完善和發(fā)展之中，實(shí)時(shí)反饋控制技術(shù)的采用使逆變電源的性能有了質(zhì)的飛躍。要求。之所以出現(xiàn)這種情況，是因?yàn)橄到y(tǒng)中僅存在電壓平均值或有效值反饋，而沒(méi)有瞬時(shí)值反饋；給定電壓與輸出電壓之間的相位差受負(fù)載影響較大。引起輸出電壓波形畸變；死區(qū)時(shí)間的存在將使SPWM波中含有不易濾掉的低次睹波，使輸出電壓波形發(fā)乍畸變；動(dòng)態(tài)特性小好。第二代逆變電源所采用的控制方法具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、容易實(shí)現(xiàn)的優(yōu)點(diǎn)，但由于它所采用的SPWM控制技術(shù)只注重如何通過(guò)恰當(dāng)設(shè)汁開(kāi)關(guān)模式來(lái)實(shí)現(xiàn)逆變器輸出頻潛的優(yōu)化，沒(méi)有考慮信號(hào)傳輸過(guò)程中開(kāi)關(guān)點(diǎn)的變化及負(fù)載的影響，所以存在以下缺點(diǎn)：對(duì)非線(xiàn)性負(fù)載的適應(yīng)性不強(qiáng)。第二代逆變電源在控制上普遍采用帶輸出電壓有效值或平均值反饋的SPWM控制技術(shù)。在自關(guān)斷器件當(dāng)中，IGBT以其開(kāi)關(guān)頻率高、通態(tài)壓降小、驅(qū)動(dòng)功率小、模塊的電壓電流等級(jí)高等優(yōu)點(diǎn)已成為中小功率逆變器的首選器件。由于自關(guān)斷器件不需要換流電路，因而主電路得以簡(jiǎn)化、成本降低、可靠性提高；②提高了性能。白20世紀(jì)70年代后期，各種可關(guān)斷器件相運(yùn)而生，它們包括可關(guān)斷晶閘管(GTO)、電力晶體管(GTR)、功率場(chǎng)效應(yīng)品體管(MOSFET)、絕緣柵雙極型晶體管(IGBT)等?？煽毓枘孀冸娫吹某霈F(xiàn)雖然可以取代旋轉(zhuǎn)型變流機(jī)組，但由于SCR是一種沒(méi)有自關(guān)斷能力的器件，因此必須增加換流電路來(lái)強(qiáng)迫關(guān)斷SCR，但換流電路復(fù)雜、噪聲大、體積大、效率低等原因卻限制了逆變電源的進(jìn)一步發(fā)展。逆變電源出現(xiàn)于電力電子技術(shù)飛速發(fā)展的20世紀(jì)60年代，到日前為止，它已經(jīng)歷了三個(gè)發(fā)展階段。 感謝所有關(guān)心和幫助過(guò)我的老師、同學(xué)和好友。您們不辭辛苦的給我們安排開(kāi)題報(bào)告答辯，中期答辯，提高了我們畢業(yè)設(shè)計(jì)的質(zhì)量。感謝你們。在此謹(jǐn)向?qū)煴硎境绺叩木匆夂椭孕牡母兄x。每次遇到不懂的問(wèn)題時(shí)楊老師總能抽出其寶貴的時(shí)間給以耐心的講解。In Voltage Doubler and Current Auto—Balance Characteristic，Power Electronics，IEEE Transactions on Volume 23，Issue 6，Nov．2008：2847—285416 魏偉．正弦波逆變電源的研究現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢(shì)，電氣技術(shù)． 2008，11：5~617 徐順剛，許建平，曹太強(qiáng)．SPWM逆變電源輸出諧波分析及抑制方法研究，電子科技大學(xué)學(xué)報(bào)．2010，39(5)：701~70218 陳雷，石新春．基于U3988 的單相工頻正弦逆變電源，國(guó)外電子元器件．2008，7：38~3919 Eftichios Koutroulis，John Chatzakis，Kostas Kalaitzakis，Stefanos Manias，Nicholas ，Microelectronics ,(34):823–83220 鐘莉娟，田書(shū)欣，楊喜軍．輸出功率300W的12V_220VDC_DC變換器的實(shí)現(xiàn)，電氣自動(dòng)化．2010，32(2)：69~72 致謝 本論文是在導(dǎo)師楊國(guó)良副研究員的悉心指導(dǎo)下完成的，導(dǎo)師豐富的科研經(jīng)驗(yàn)，嚴(yán)謹(jǐn)?shù)闹螌W(xué)態(tài)度，精益求精的工作作風(fēng)，平易近人人格魅力極大的感染了我。Current Switching for HighVoltage Applications．IEEE Trans．Power Electron，v01．40，no．4，PP：1218—1224，July．2008．12 季偉．單片機(jī)控制準(zhǔn)諧振純正弦車(chē)載逆變電源研究，大連海事大學(xué)(碩士學(xué)位論文)．2007：1~413 王樹(shù)文，紀(jì)延超，馬文川．新型單相逆變電源及其調(diào)制方式的研究，中國(guó)電機(jī)工程學(xué)報(bào)．2006，26(17)：62~6514 張?zhí)毂?，謝運(yùn)祥，陳兵．基于PIC16F716的數(shù)字式車(chē)載逆變電源的研究和設(shè)計(jì)，通信電源技術(shù)．2008，25(4)：11~1315 Dong Wang，Xiangning He，Rongxiang Zhao. ZVT Interleaved BoostConverters with BuiltBridge Boost DCCurrent Switching for HighVoltage Applications．IEEE Trans．Power Electron，v01．40，no．4，PP：1218—1224，July．2008．R．Chen，T．Liang，J．Chen，R．Lin，．Study and Implement of a CurrentBridge Boost DC參考文獻(xiàn)1 郝隆，洪乃剛．基于Freescale單片機(jī)的SPWM控制技術(shù)，電氣技術(shù)．2010，3：59~612 鄧國(guó)棟，閆英敏，李鵬程．基于U3988的車(chē)載逆變電源的研制，電氣開(kāi)關(guān)．2008，1：27~293 楊文通，李帥，劉志峰，張愛(ài)平，王建華．一種準(zhǔn)正弦波逆變電源的設(shè)計(jì)，現(xiàn)代制造工程．2009，11：143~1464 范玲莉，鄧焰．“基于LM25037的車(chē)載便攜式SPWM逆變器設(shè)計(jì)”，電子技術(shù)應(yīng)用，2009，43(7)：61~635 黃靖．基于PIC單片機(jī)的純正弦車(chē)載逆變電源設(shè)計(jì)，海峽科學(xué)．2008，8：48~496 鄧嘉，張輝，馬皓．基于PIC單片機(jī)車(chē)載逆變電源逆變器的研究，機(jī)電工程．2008，25(6)：88~907 鄭穎楠. 電源技術(shù). 北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2010:128~1308 曹保國(guó)，電氣自動(dòng)化2007，29(6)：36~389 朱保華，張峰平．對(duì)車(chē)載逆變電源技術(shù)的研究，中國(guó)電力教育．2009： 208~20910 范玲莉，鄧焰，石健將．基于LM25037的車(chē)載逆變電源設(shè)計(jì)，電力電子技術(shù)．2009，43(6)：61~6211 R．Chen，T．Liang，J．Chen，R．Lin，．Study and Implement of a Current 還對(duì)電路分別在開(kāi)環(huán)/閉環(huán)，不同負(fù)載時(shí)的輸出波形進(jìn)行了仿真在閉環(huán)狀態(tài)下，當(dāng)負(fù)載變化時(shí)在輸出端可得到穩(wěn)定的正弦波輸出。過(guò)流電路采用了霍爾器件檢測(cè)逆變電路MOS管輸出電流，并經(jīng)過(guò)分壓比較將信號(hào)反饋到SG3525A 10腳，當(dāng)過(guò)載時(shí)可鎖定SG3525A PWM波輸出。 保護(hù)報(bào)警電路的設(shè)計(jì)主要設(shè)計(jì)了過(guò)/欠壓保護(hù)電路，過(guò)流保護(hù)電路，次欠壓報(bào)警電路。后級(jí)SPWM波調(diào)制逆變電路采用的是U3988芯片，其可輸出高精度的SPWM正弦波脈沖序列。SPWM波調(diào)制主要目的是為了減少輸出電壓中的諧波成分，經(jīng)過(guò)濾波得到較理想的正弦波。這種拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)也是正激變換器的一種組合演化形式。結(jié)論 本文設(shè)計(jì)的車(chē)載逆變電源主電路采用前級(jí)推挽式變壓器并經(jīng)過(guò)整流的逆變升壓電路，后級(jí)采用SPWM波調(diào)制逆變電路最后得到正弦波電源。在開(kāi)環(huán)狀態(tài)下，當(dāng)負(fù)載減輕時(shí)，輸出電壓會(huì)升高，這樣會(huì)對(duì)用電設(shè)備的安全過(guò)成威脅。符合設(shè)計(jì)要求。圖512 200W負(fù)載SG3525A PWM波輸出圖513 25W負(fù)載SG3525APWM波輸出圖514與圖515的對(duì)比，中間級(jí)輸出直流基本無(wú)變化圖514 200W中間級(jí)直流輸出圖515 25W中間級(jí)直流輸出圖516與517的對(duì)比，SPWM輸出幅值基本無(wú)變化圖516 200W雙極性調(diào)制，未經(jīng)濾波的SPWM波圖517 25W雙極性調(diào)制，未經(jīng)濾波的SPWM波圖518與圖519的對(duì)比，輸出正弦波電壓在負(fù)載變化的情況喜愛(ài)可以維持穩(wěn)定。而本設(shè)計(jì)要求在輸出端可以得到穩(wěn)定的220V 50Hz穩(wěn)定的正弦波輸出。圖510 200W正弦波輸出圖511 25W正弦波輸出從以上的波形對(duì)比可以看出，在開(kāi)環(huán)狀態(tài)下，中間級(jí)直流輸出及輸出正弦波在負(fù)載變化下，其輸出波形電壓幅值也將隨著變化。圖56 200W時(shí)中間級(jí)直流輸出圖57 50W時(shí)中間直流輸出圖58與59的對(duì)比可以看出未經(jīng)調(diào)制的SPWM波，當(dāng)負(fù)載減輕時(shí)其幅值上升。圖51 車(chē)載逆變電源原理圖圖