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电力电子技术课程设计-正弦逆变电路的设计.docx

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汽车电力电子技术课程设计

一、设计的基本要求

二、电路设计思路

………………………………………………………………

……………………………………………………………………

1.总体框架图

………………………………………………………………………

2.逆变电路的设计

………………………………………………………………

3.SPWM 脉宽调制电路的设计

…………………………………………………

4.驱动电路的设计

…………………………………………………………………

5.保护电路的设计

…………………………………………………………………

6.交流稳压电路的设计

…………………………………………………………

7.主电路元器件参数计算和选择

……………………………………………

三、附录

…………………………………………………………………………………

四、参考文献

…………………………………………………………………………

五、总结与心得

……………………………………………………………………

第 1 页共 12 页

汽车电力电子技术课程设计

摘要：

本系统是根据无源逆变的实用原理，采用单相全桥逆变电路工作方式，实现把直

流电源（100V）转换成交流电源（220V，50HZ），并对负载进行供电。达到的性能要求就

是转换出稳定的工频电源，供给给汽车上的一些电器如车灯，音像等使用。

关键字：车载蓄电池逆变保护电路

一、设计的基本要求

太阳能是可再生、可持续性发展的战略能源。特别是以汽车产业为经济支柱的国家，尤其

在新能源汽车动力上力图有所创新和发展，如在电动汽车、燃料电池汽车领域纷纷投入巨资，

而在太阳能汽车领域更是探索不止，力度加大。

太阳能电动车是利用太阳能电池将收集来的能量储存在汽车蓄电池中，由蓄电池输出的直

流电经过 DC-AC 变换转换成工频交流电，供用电负载使用。其能量管理系统框图如图 1 所示，

而其中 DC-AC 变换模块是其核心部分。现要求完成正弦逆变电路的设计。

蓄电池

DC-AC 模块

检测模块

充电模块

太阳能电池

控制模块

图 1.太阳能电动车能量管理系统框图

设计正弦逆变电路，提出了一种低成本的基本原理及制作方法；介绍了驱动电路芯片

SG3524 和 IR2110 的使用；设计驱动和保护电路。

本文阐述了要求非常高的正弦逆变电路的设计及实验过程中的一些特殊问题的解决措施，

提出了一些新颖的观点。

第 2 页共 12 页

汽车电力电子技术课程设计

二、电路设计思路

1.总体框架图

正弦波逆变电路由 SPWM 波形产生电路、驱动电路、逆变功率桥路、输出变压器、高频滤

波器、交流稳压电路及保护电路等环节组成。

220VAC

输出

保护电路

蓄电池

图 2.正弦逆变电路原理框图

正弦逆变器电路原理框图

主电路的工作原理是给进行 DC/AC 转换的逆变桥加上直流电源，控制逆变桥管子的通断，

而使直流电变成了工频交流电。而逆变桥上的 4 个可控管子的通断状态是由控制电路的驱动信

号来控制，所产生的低压交流电经过了变压器的升压形成了电压 220V，与用电负载的频率、

相位一致的交流电回馈到电网上。主电路的基本方框图如图 2。

2.逆变电路的设计

电压型逆变电路的特点

(1) 直流侧为电压源或并联大电容，直流侧电压基本无脉动

(2) 输出电压为矩形波，输出电流因负载阻抗不同而不同

(3) 阻感负载时需提供无功。为了给交流侧向直流侧反馈的无功提供通道，逆变桥各臂并

联反馈二极管。

图 3 所示的电压型单相全桥逆变电路，由 4 个 IRF740 构成桥式逆变电路， IRF740 最高

耐压 400V，电流 10A，功耗 125W，利用半桥驱动器 IR2110 提供驱动信号，其输入波形由

SG3524 提供，同理可调节该 SG3524 的输出驱动波形的 D<50％，保证逆变的驱动方波有共

同的死区时间。

其中H桥和高频滤波电路完成直流到交流的变换滤去谐波，获得交流电；控制电路完成对H

桥中开关管的控制，并使输出交流电的电压、频率和波形稳定。功率开关管Ｔ1、Ｔ4和Ｔ2、

Ｔ3反相，Ｔ1和Ｔ2相位互差１８０°，调节Ｔ1和Ｔ2的输出脉冲宽度，输出交流电压的有效

值即随之改变。由于该电路具有能使Ｔ3和Ｔ4共同导通的功能，因而具有续流回路，即使对感

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