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    鋰離子、磷酸鐵鋰、錳酸鋰、新能源

    一種低成本車載逆變電源方案

    2021-04-24 ryder

    電源是電子設備的動力部分,是一種通用性很強的電子產品。它在各個行業及日常生活中得到了廣泛的使用,其質量的好壞極大地影響著電子設備的可靠性,其轉換效率的高低和帶負載能力的強弱筆直關系著它的使用范圍。方波逆變是一種低成本,極為簡單的變換方式,它適用于各種整流負載,但是對于變壓器的負載的適應不是很好,有較大的噪聲。


    本文根據逆變電源的基本原理,利用對現有資料的分解推導,提出了一種方波逆變器的制作辦法并加以調試。


    1系統基本原理


    本逆變電源輸入端為蓄電池(+12V,容量90A·h),輸出端為工頻方波電壓(50Hz,310V)。其結構框圖如圖1所示。


    圖1方波逆變器的結構框圖


    目前,構成DC/AC逆變的新技術很多,但是考慮到詳盡的使用條件和成本以及可靠性,本電源依然采用典型的二級變換,即DC/DC變換和DC/AC逆變。首先由DC/DC變換將DC12V電壓逆變為高頻方波,經高頻升壓變壓器升壓,再整流濾波得到一個穩定的約320V直流電壓;然后再由DC/AC變換以方波逆變的方式,將穩定的直流電壓逆變成有效值稍大于220V的方波電壓;再經LC工頻濾波得到有效值為220V的50Hz交流電壓,以驅動負載。


    2DC/DC變換


    由于變壓器原邊電壓比較低,為了提高變壓器的利用率,降低成本,DC/DC變換如圖2所示,采用推挽式電路,原邊中心抽頭接蓄電池,兩端用開關管控制,交替工作,可以提高轉換效率。而推挽式電路用的開關器件少,雙端工作的變壓器的體積比較小,可提高占空比,增大輸出功率。


    圖2DC/DC變換結構圖


    雙端工作的方波逆變變壓器的鐵心面積乘積公式為


    AeAc=Po(1+η)/(ηDKjfKeKcBm)(1)


    式中:Ae(m2)為鐵心橫截面積;


    Ac(m2)為鐵心的窗口面積;


    Po為變壓器的輸出功率;


    η為轉換效率;


    δ為占空比;


    K是波形系數;


    j(A/m2)為導線的均勻電流密度;


    f為逆變頻率;


    Ke為鐵心截面的有效系數;


    Kc為鐵心的窗口利用系數;


    Bm為最大磁通量。

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