鉅大LARGE | 點擊量:965次 | 2019年12月31日
一種低成本車載逆變電源方案
電源是電子設(shè)備的動力部分,是一種通用性很強的電子產(chǎn)品。它在各個行業(yè)及日常生活中得到了廣泛的應(yīng)用,其質(zhì)量的好壞極大地影響著電子設(shè)備的可靠性,其轉(zhuǎn)換效率的高低和帶負(fù)載能力的強弱直接關(guān)系著它的應(yīng)用范圍。方波逆變是一種低成本,極為簡單的變換方式,它適用于各種整流負(fù)載,但是對于變壓器的負(fù)載的適應(yīng)不是很好,有較大的噪聲。
本文依據(jù)逆變電源的基本原理,利用對現(xiàn)有資料的分析推導(dǎo),提出了一種方波逆變器的制作方法并加以調(diào)試。
1系統(tǒng)基本原理
本逆變電源輸入端為蓄電池(+12V,容量90A·h),輸出端為工頻方波電壓(50Hz,310V)。其結(jié)構(gòu)框圖如圖1所示。
圖1方波逆變器的結(jié)構(gòu)框圖
目前,構(gòu)成DC/AC逆變的新技術(shù)很多,但是考慮到具體的使用條件和成本以及可靠性,本電源仍然采用典型的二級變換,即DC/DC變換和DC/AC逆變。首先由DC/DC變換將DC12V電壓逆變?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穩(wěn)定的約320V直流電壓;然后再由DC/AC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;再經(jīng)LC工頻濾波得到有效值為220V的50Hz交流電壓,以驅(qū)動負(fù)載。
2DC/DC變換
由于變壓器原邊電壓比較低,為了提高變壓器的利用率,降低成本,DC/DC變換如圖2所示,采用推挽式電路,原邊中心抽頭接蓄電池,兩端用開關(guān)管控制,交替工作,可以提高轉(zhuǎn)換效率。而推挽式電路用的開關(guān)器件少,雙端工作的變壓器的體積比較小,可提高占空比,增大輸出功率。
圖2DC/DC變換結(jié)構(gòu)圖
雙端工作的方波逆變變壓器的鐵心面積乘積公式為
AeAc=Po(1+η)/(ηDKjfKeKcBm)(1)
式中:Ae(m2)為鐵心橫截面積;
Ac(m2)為鐵心的窗口面積;
Po為變壓器的輸出功率;
η為轉(zhuǎn)換效率;
δ為占空比;
K是波形系數(shù);
j(A/m2)為導(dǎo)線的平均電流密度;
f為逆變頻率;
Ke為鐵心截面的有效系數(shù);
Kc為鐵心的窗口利用系數(shù);
Bm為最大磁通量。
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