一、車載電源
隨著社會生活水準的提高,我們對汽車的要求已經從簡單的代步工具轉化為了集娛樂、生活、辦公等多功能的移動場所。如此對應的筆記本電腦等電子設備一定是不可或缺的。電子移動設備一般採用220V/50Hz的工頻正弦交流電,車上12V/24V的直流電蓄電池是無法直接為我們的移動電子設備供電的,所以出現了車載電源轉換器,即逆變電源。相較於市場較多的修正弦波逆變器,純正弦波逆變器彌補了修正弦波逆變器連續性不好的缺點,具有安全性強,電源轉化率高,控制方法簡單的特點。
2020年Sun Jun Min設計了一款功率為500W,輸入電壓為直流20V,輸出電壓為交流220V/50Hz的逆變電源。經實驗樣機測試,其效率約為88%,具有雜訊小、安全可靠等特點。

【逆變電路總體結構設計框圖】
二、整體電路
主要參數
DC-DC升壓電路+控制電路(推挽式):
00001.
蓄電池:VARTA 6-QW-6(580)-L
00002.
00003.
MOS管:VD>30V
00004.
00005.
整流二極體:DSEI30
00006.
00007.
主控晶片:TL494
00008.
DC-AC逆變電路+控制電路(全橋式):
00001.
MOS管:VD=600V,ID=10A
00002.
00003.
濾波電容:2.25μf/2.4mH
00004.
00005.
主控晶片:TDS2285
00006.
00007.
20M無源晶振
00008.
00009.
整流器1N4007
00010.
00011.
磁芯:EE55
00012.
00013.
光耦:TLP250
00014.
DC-DC升壓電路

【DC-DC升壓主電路圖】
DC-DC高頻升壓部分採用推挽式拓撲結構。在DC-DC升壓電路中,選用MOSFET作為開關器件,場效應管所需承受的最大電壓約為30V,選型時MOS管的最大耐受電壓應留有餘量。此處可以選擇VBsemi微碧半導體的NMOS VBM1606,VD=60V,ID=120A,擁有極低的導通電阻Rds(on)=5mΩ。
可選用的MOS管型號:
①VBM1606
②VBL1615A
③VBL1105
④VBM1607V3
⑤VBL1806

【適用的VBsemi MOS管參數】

【DC-DC PWM驅動電路】
DC-DC升壓控制電路採用PWM脈衝寬度調製技術,選用TL494做為主控晶片,其內部包含全部的脈衝寬度調製控制電路,是個集成了開關電源控制所需全部模組的晶片。
DC-AC逆變電路

【DC-AC逆變電路原理圖】
DC-AC逆變電路的主回路採用的是全橋式結構,和開關管並聯的二極體起到保護作用。MOS管此處可選用VBsemi微碧半導體的VBP16R20S,VD=600V,ID=20A,Rds(on)=190mΩ。
可選用的MOS管:
①VBP16R20S
②VBE16R10S
③VBL16R11S
④VBMB16R15S
⑤VBM16036N

【適用的VBsemi微碧MOS管參數】

【DC-AC SPWM驅動電路】
逆變部分的控制電路採用TDS2285作為主控晶片,並採用了光耦晶片TLP250,增加了硬體電路的可靠性。
保護電路設計
為了保證電源的可靠性,其保護電路由輸入防反接保護電路、輸入過壓保護電路和欠壓保護電路組成。

【輸入反接保護電路】

【輸入欠壓保護】

【輸入過壓保護】
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