[發明專利]車載軟開關逆變電源及其電壓變換電路

在審

• 申請號: 201410438920.1
• 申請日: 2014-09-01
• 公開（公告）號: CN105375780A
• 公開（公告）日: 2016-03-02
• 發明（設計）人: 王征偉;劉祁;孫平癸
• 申請（專利權）人: 上海鎧堡電子科技有限公司;王征偉
• 主分類號: H02M3/337
• 分類號: H02M3/337;H02M1/44
• 代理公司: 上海世貿專利代理有限責任公司 31128
• 代理人: 葉克英

技術領域

本發明涉及車載逆變電源領域，具體為一種車載軟開關逆變電源及其電壓變換電路。

背景技術

車載逆變電源是將汽車發動機或汽車電瓶上的直流電轉換為交流電，供一般電器產品使用，是一種較方便的車用電源轉換設備。它是常用的車用汽車電子用品。通過它可以在汽車上使用平時我們用市電才能工作或充電的電器和數碼產品，如電視機、筆記本電腦、手機、電鉆、醫療急救儀器、軍用車載設備等，可應用于各行業領域。按照輸出波形來分，車載逆變電源可分為正弦波輸出和方波輸出兩種。前者可提供不間斷的高質量交流電，可適應任何負載，但其技術要求及成本高，電路結構比較復雜。后者提供的交流電的質量較差，且帶載能力差，不能接“感性負載”。雖有較多的缺點，但是其技術要求低，體積小，電路簡單，價格低。

現有車載逆變電源主要采用硬開關完成整個電壓的逆變存在電源體積大，轉換效率低，電磁兼容性能差等一系列問題。現有車載逆變電源采用硬開關技術控制框圖如圖1所示，包括功率推挽模塊、變壓器、整流模塊、數字控制器和隔離傳輸模塊，由數字控制器通過隔離傳輸模塊與功率推挽模塊連接，對功率推挽模塊的大功率管進行切換控制。在正半周時Q1導通，Q2截止，此時Q2上的電壓從電源電壓降至零的過程中伴隨著電流從零到最大的變化過程，在這個過程中dv/di的值很大從而帶來了很大的開通損耗，在負半周期Q1截止Q2導通，此間Q1上的電壓從零升至電源電壓的過程中電流從最大減至零這也使dv/di的值很大從而產生很大的關斷損耗。并且現有車載逆變電源SPWM橋一般都是兩個高速臂MOS管兩個低速臂MOS管，因此兩個高速臂管子上開關損耗較大，兩個低速臂管子開關損耗很小，所以四個管子工作是熱應力極不平衡。

發明內容

本發明的目的是提供一種轉換效率高、電磁兼容性能好的車載軟開關逆變電源。

為了實現上述目的，本發明的技術方案如下：一種車載軟開關逆變電源，包括功率推挽模塊，功率推挽模塊的輸出端與變壓器的初級連接，變壓器的次級通過整流模塊與正弦脈寬調制模塊連接，所述車載軟開關逆變電源電壓變換電路還設置有數字控制器，所述數字控制器通過隔離傳輸模塊與功率推挽模塊連接，其特征在于所述變壓器的次級與一移向網絡連接，所述移向網絡的輸出端與整流模塊的輸入端連接，移向網絡將變壓器輸出電流轉換為正弦波電流，數字控制器對移向網絡的輸出進行采樣，在所述正弦波電流過零點時對功率推挽模塊大功率管進行切換控制。

本發明的另一目的是提供一種轉換效率高、電磁兼容性能好的車載軟開關逆變電源電壓變換電路。

為了實現上述目的，本發明的技術方案如下：一種車載軟開關逆變電源電壓變換電路，包括功率推挽模塊，功率推挽模塊的輸出端與變壓器的初級連接，變壓器的次級與整流模塊連接，所述車載軟開關逆變電源電壓變換電路還設置有數字控制器，所述數字控制器通過隔離傳輸模塊與功率推挽模塊連接，其特征在于所述變壓器的次級與一移向網絡連接，所述移向網絡的輸出端與整流模塊連接，移向網絡將變壓器輸出電流轉換為正弦波電流，數字控制器對移向網絡的輸出進行采樣，在所述正弦波電流過零點時對功率推挽模塊大功率管進行切換控制。

所述車載軟開關逆變電源電壓變換電路包括一采樣模塊，所述采樣模塊的輸入端與整流模塊的輸出端連接，采樣模塊的輸出端與數字控制器連接，采樣模塊采集整流模塊輸出端的電壓，當整流模塊輸出端的電壓小于設定值時，則數字控制器判斷所述正弦波電流過零點。

本發明的另一目的是提供一種轉換效率高、電磁兼容性能好的車載軟開關逆變電源的控制方法。

為了實現上述目的，本發明的技術方案如下：一種車載軟開關逆變電源的控制方法，其特征在于車載蓄電池給開關變壓器T1提供12V直流電壓，推挽電路的第一大功率管導通，第二大功率管截止，12V直流電壓被斬波成12V方波電壓，在斬波的過程中變壓器次級經移相網絡使變壓器中的電流強制轉換成正弦波電流，在正弦電流第一次過零點時，第一大功率管實現零電流導通，在第二次過零點的時候第一大功率管實現零電流關斷，同時第二大功率管實現零電流導通，變壓器次級輸出方波電壓經移相網絡后送入整流模塊將電壓變成320V脈動直流高壓，經高壓電解濾波后給交替SPWM逆變橋供電，交替SPWM逆變橋將直流母線電壓轉變成50HZ的修正正弦波電壓，經LC濾波器濾波變成50HZ的正弦波，最后經輸出EMI濾波器濾波成為純正弦波交流電。

本發明的優點體現在以下幾點：

1.本發明的車載逆變電源在同等功率等級的情況下要比現有產品體積縮小2-3倍；