摘 要

随着科技进步和人们的生活水平提高，私家车越来越普遍，人们对车的功能要求也越来越多，也有越来越多的电器要在车辆上使用。车内自带的蓄电池都是12V的直流电压，然而笔记本、车载冰箱等大多数电器都需要220V/50Hz的交流电，因此车载逆变电源技术应市场需求而快速发展。

本次设计的车载正弦波逆变电源采用两级式变换电路结构，主要是先通过推挽升压电路将汽车上原本的12V直流电升至360V左右的直流电，再通过全桥逆变电路将360V直流电压变换为交流电压，再通过RC低通滤波器输出正弦波的220V工频交流电压。本次设计选用TL494芯片来控制推挽电路，选用ICL8038芯片和SG3525芯片调制PWM波来控制全桥逆变电路工作。为了保证车载逆变电源正常稳定工作，在电路设计中还加入了输入欠压/过压保护和输出过压/过流保护电路。

最后通过软件仿真验证分析，本次设计的车载正弦波逆变电源能够输出稳定的220V、50Hz的正弦波电压，并且保护电路能够快速有效地保护逆变电源正常工作。

关键词：逆变电源，推挽电路，全桥逆变电路，SPWM调制，保护电路

ABSTRACT

With the progress of science and technology and the improvement of people's living standards, private cars are becoming more and more common, people have more and more functional requirements for cars, and there are more and more electrical appliances to be used on vehicles. The built-in battery in the car is a DC voltage of 12V. However, most appliances such as notebooks and car refrigerators require 220V / 50Hz AC power. Therefore, in-vehicle inverter power supply technology has developed rapidly in response to market demand.

The vehicle-mounted sine wave inverter power supply designed this time adopts a two-stage conversion circuit structure. The main purpose is to first boost the original 12V DC power on the car to about 360V DC through the push-pull boost circuit, and then convert the 380V through the full-bridge inverter circuit. The DC voltage is converted into an AC voltage, and then a sine wave 220V power frequency AC voltage is output through an RC low-pass filter. This design uses the TL494 chip to control the push-pull circuit, and the ICL8038 chip and SG3525 chip to modulate the PWM wave to control the operation of the full-bridge inverter circuit. In order to ensure the normal and stable operation of the vehicle-mounted inverter power supply, input undervoltage / overvoltage protection and output overvoltage / overcurrent protection circuits are also added to the circuit design.

Finally through software simulation verification analysis, the vehicle-mounted sine wave inverter power supply designed this time can output a stable 220V, 50Hz sine wave voltage, and the protection circuit can quickly and effectively protect the inverter power supply to work normally.

Key words: Inverter power supply, Push-pull circuit, Full bridge inverter circuit, SPWM modulation, Circuit protection

目 录

第1章 绪论 1

1.1 研究背景与意义 1

1.2 逆变电源发展现状 1

1.3 本文的主要研究内容 2

第2章 总体设计方案 4

2.1 逆变电源参数要求 4

2.2 总体设计方案选择 4

第3章 推挽升压电路 5

3.1 推挽电路 5

3.1.1 元件参数计算 5

3.1.2 推挽电路设计与仿真 6

3.2 TL494控制电路 11

3.2.1 TL494工作原理与内部结构 11

3.2.2 TL494控制电路设计与仿真 11

第4章 全桥逆变电路 14

4.1 全桥逆变电路设计与仿真 14

4.2 SPWM调制技术 16

4.3 ICL8038外围电路 19

4.3.1 ICL8038工作原理与内部结构 19

4.3.2 ICL8038外围电路设计与仿真 20

4.4 SG3525控制电路 21

4.4.1 SG3525工作原理与内部结构 21

4.4.2 SG3525控制电路设计与仿真 22

第5章 结论 25

参考文献 27

致谢 28

第1章 绪论

1.1 研究背景与意义

随着我国汽车行业的快速发展，车载电子产品的种类越来越多，对于车载电源的要求也越来越高。然而汽车内通常都只有自带的蓄电池，只能输出12V左右的直流电压。这个时候就需要通过逆变器将其转化为220V左右的、频率为50Hz的交流电。逆变器的用途非常广泛，电视，电脑，光伏发电等领域都可以用到。然而与普通的逆变器不同的是，车载逆变电源的各种参数都需要经过汽车的工作环境的考验，如其安全性、体积大小，重量、抗干扰能力。这就导致普通的逆变器无法简单直接的运用到车载逆变电源中。随着电力电子产业在不断的发展变化，逆变电源的应用范围也越来越广泛，各种系统的稳定运行都需要有一个工作稳定、波形优质的逆变电源，所以需要对逆变电源进行研究和设计。而在车载逆变电源领域，其庞大的市场需求和比较高的要求跟当前市场上质量不够高的逆变器之间的矛盾，更需要加快其研究。

而逆变技术主要分为三个部分：功率变换电路、半导体功率集成器件与应用和逆变控制技术。逆变器的各种性能，在很大的程度上都是依靠电子元器件的优秀特性来实现提升的。而现在的电力电子技术在不断地成熟进步，各种集成芯片和开关管等反应速度越来越快，输出越来越精确，给逆变电源的发展提供了一个很好的基础。