[發明專利]一種車載逆變電源系統設計實現的電路結構

在審

• 申請號: 202110034761.9
• 申請日: 2021-01-12
• 公開（公告）號: CN112600456A
• 公開（公告）日: 2021-04-02
• 發明（設計）人: 孫凱瑾;黃楠楠
• 申請（專利權）人: 新陽榮樂（上海）汽車電子有限公司
• 主分類號: H02M7/5387
• 分類號: H02M7/5387;H02M1/088;H02H7/122;H02H3/08;H02H11/00;H02M1/12
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1.一種車載逆變電源系統設計實現電路結構，其特征在于：該電路結構由輸入濾波保護電路、推挽控制電路、全橋升壓開關電路、逆變前級檢測保護電路、高頻隔離變壓器、LrCr串聯諧振電路、整流濾波電路、DC-AC逆變控制電路、逆變開關電路、LC低頻濾波電路、逆變后級檢測保護電路以及EMC濾波電路組成；

所述推挽控制電路，由PWM推挽輸出和PWM輸出自舉升壓電源部分組成，輸出PWM波驅動全橋N-MOSFET的開啟和關斷，所述驅動PWM波分別接到全橋MOS管的柵極G端；

所述逆變前級檢測保護電路，由輸入防反接、輸入工作電壓大小檢測判斷、功率MOS管工作溫度檢測，以及變壓器原邊工作過流檢測電路組成；

所述變壓器原邊工作過流檢測電路，主要由低壓側檢流電阻和檢流放大器構成，所述低壓側檢流電阻的一端同時接到MOS管Q3，Q4的源極端，低壓側檢流電阻的另一端接到高頻隔離變壓器前邊的系統數字地，工作時檢流電阻上對地會存在ΔI*R的電壓變化，經差分檢流放大器采樣放大后輸出相應的電平大小，與參考預設過流對應的電平進行比較判斷是否過流，控制 N-MOSFET的開啟和關閉；

所述LrCr串聯諧振電路，為串聯諧振電路，Lr為磁環繞線電感，Cr為CBB22類型的金屬化聚丙烯膜諧振電容，調整變壓器原邊PWM驅動波形的頻率使變壓器副邊輸出的PWM波形頻率落在該串聯諧振電路的工作頻率點上，所述變壓器的副邊同向輸出端接到Lr的一端。

2.根據權利要求1所述的一種車載逆變電源系統設計實現電路結構，其特征在于：所述輸入濾波保護電路由多個具有低ESR的MLCC陶瓷濾波電容C1并聯和具有極性的多個鋁電解電容EC1并聯組成，其輸出接到MOS管Q1，Q2的漏極D端。

3.根據權利要求1所述的一種車載逆變電源系統設計實現電路結構，其特征在于：所述全橋升壓開關電路是由4個型號一致的上下N-MOSFET管組成左右對稱的全橋電路，MOS管Q1，Q2，Q3，Q4的驅動信號為可調整的PWM互補信號控制，默認占空比為50%，上下管的死區時間可調，所述MOS管Q1的源極和Q3的漏極短接輸出接到變壓器的原邊輸入端；右橋臂MOS管Q2的源極和Q4的漏極短接輸出接到變壓器的原邊的另一端，所述N-MOSFET具有極低的Rds-ON內阻。

4.根據權利要求1所述的一種車載逆變電源系統設計實現電路結構，其特征在于：所述高頻隔離變壓器的磁芯結構為PQ5050型，變壓器原邊繞線2TS，副邊繞線15TS+15TS，所述開關MOS管Q1的源極和Q3的漏極輸出端共同接到變壓器原邊的輸入端，Q2的源極和Q4的漏極共同接到變壓器輸入原邊的另一端。

5.根據權利要求1所述的一種車載逆變電源系統設計實現的電路結構，其特征在于：所述整流濾波電路是由4個高壓快速恢復二極管組成的全橋整流電路，整流輸出的高壓直流接耐壓500V的鋁電解電容的正極端，所述變壓器副邊輸出端接到快速恢復二極管的D4的負極、D2的正極端，所述Cr的輸出端接到整流濾波電路中D1的正極、D3的負極端，所述濾波電路經D1、D2的樣機輸出后接到濾波電容EC2的正極端，所述EC2濾波平滑后的高壓直流電平接到逆變開關電路IGBT管Q5、Q6的基極端，逆變開關左右橋臂IGBT的發射極經檢流電阻R3，R4輸出后分別輸出到單相逆變的L網絡和N網絡端。

6.根據權利要求1所述的一種前車載逆變電源系統設計實現的電路結構，其特征在于：所述DC-AC逆變控制電路是逆變驅動控制的主控部分，輸出具有電流模式，中心對齊的SPWM波，波形頻率為20Khz，其控制IGBT功率管的開啟與關斷，所述逆變驅動控制電路通過輸出電流模式的SPWM波接到IGBT管Q5，Q6，Q7，Q8的集電極端，其SPWM輸出死區可調。