[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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本發明涉及電子線路技術領域，且公開了一種車載逆變電源系統設計實現的電路結構，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。該車載逆變電源系統設計實現的電路結構，通過采用具有準諧振軟開關全橋升壓驅動電路，極大的降低了MOS管的開關損耗和發熱量，變壓器選型設計尺寸更小，而選擇半橋式電路的輸入電流是全橋式電路的2倍，即在開關電流一樣的設計下，電源輸入電壓也相等，半橋式的輸出功率將是全橋式的一半。

技術領域

本發明涉及電子線路技術領域，具體為一種車載逆變電源系統設計實現的電路結構。

背景技術

車載蓄電池提供的是非線性的直流電源，很多負載設備不可以直接使用，尤其是工頻用電設備，尤其在沒有市電的情況下，使用車載逆變電源給一些交流供電設備供電時，無法滿足感性、容性等負載設備啟動或正常工作的需求，尤其是更高負載功率的交流用電設備。

隨著汽車越來越多，小汽車裝配的都是小功率150W或300W左右逆變設備，根本不適合長途卡車在外做飯、作業的需求，現有的逆變電源設備，選擇的都是專用的大功率逆變電源，不僅價格特別高，而且輸出效率低，根本不具有節能和市場競爭性。

目前市面上頭部企業設計采用的是推挽半橋，變壓器副邊輸出非LC諧振，集成式的整流電路，輸出效率低，加上逆變非電流模式控制，采用電壓模式的SPWM控制方式，不具有帶感性負載的能力，變壓器尺寸較大，整體設備尺寸大，待機和工作時熱損耗都高。

而傳統的逆變電源以光耦隔離的方式驅動，也未采用LC串聯諧振，前后控制電路使用電平轉換芯片進行不同電平的轉換，整體熱損耗很高，轉換效率非常的低，甚至帶載1000W都需要加輔助的風扇來進行主動散熱，電路器件和組裝成本都比較高

現有的部分設備利用兩路推挽半橋驅動后逆變并行輸出，變壓器副邊電壓相同，采用功率疊加的設計方式來滿足負載設備的用電需求，設計上同樣是輸出轉換效率低，熱損耗大，電路板設計布局面積緊湊，占板面積更大，總體設計成本高，輸出精度不高，輸出帶載不穩定。

發明內容

針對現有技術的不足，本發明提供了一種車載逆變電源系統設計實現的電路結構，解決了現有的部分設備兩路并行輸出，采用具有電流控制模式的SPWM波取代電壓模式的SPWM波，滿足不同容性，感性用電負載設備的需求，解決了設計上輸出轉換效率不僅低，熱損耗大，電路板設計布局面積緊湊，占板面積更大的問題；同時采用電阻檢流運放的設計方式實現過流檢測，避免設計使用價格更貴的電流耦合器帶來的插件焊接、組裝穿線等操作復雜的工序；總之避免了當前總體設計成本高，輸出精度不高，輸出帶載能力不穩定等問題。

為實現上述目的，本發明提供如下技術方案：

一種車載逆變電源系統設計實現電路結構，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。