车载逆变电源 联系客服

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且带载能力差,不能接“感性负载”。虽有较多的缺点,但是其技术要求低,体积小,电路简单,价格低。

车载逆变电源按输出来分主要分两类,一类是修正正弦波逆变器和纯方波逆变器,另一类是正弦波逆变器。纯方波逆变器输出的则是质量较差的方波交流电,其正向最大值到负向最大值几乎在同时产生,这样,对负载和逆变器本身造成剧烈的不稳定影响。同时,其负载能力差,仅为额定负载的40%-60%,不能带感性负载。如所带的负载过大,方波电流中包含的三次谐波成分将使流入负载中的容性电流增大,严重时会损坏负载的电源滤波电容,方波逆变器的制作方法采用简易的多谐振荡器,其技术属于50年代的水平,将逐渐退出市场。

近年来出现了准正弦波(或称改良正弦波、修正正弦波、模拟正弦波等等)逆变器,其输出波形从正向最大值到负向最大值之间有一个时间间隔,使用效果有所改善,但准正弦波的波形仍然是由折线组成,属于方波范畴,连续性不好。总括来说,正弦波逆变器提供高质量的交流电,能够带动任何种类的负载,但技术要求和成本均高。准正弦波逆变器可以满足我们大部分的用电需求,效率高,噪音小,售价适中,因而成为市场中的主流产品。

1.3逆变电源的发展趋势

随着电力电子技术的飞速发展和各行各业对逆变器控制性能要求的提高,逆变电源也得到了深入的发展,目前,逆变电源的发展趋势主要集中在以下几个方面:

(1)高频化

提高逆变电源的开关频率,可以有效地减小装置的体积和重量,并可消除变压器和电感的音频噪声,同时改善了输入电压的动态响应能力。此外,为了进一步减小装置的体积和重量,必须去掉笨重的工频隔离变压器,采用高频隔离。高频隔离可以采用两种方式实现:①在整流器与逆变器之间加一级高频隔离的DC—DC变换器;②采用高频链逆变技术。高频化仅限于小容量逆变电源。在大容量逆变电源中,由于工频变压器引起的矛盾相对不如小容量UPS突出,而且大容量的高频逆变器、整流器和高频变压器的制作也分别受到高频开关器件的容量和高频磁性材料的限制。

(1)高频化

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提高逆变电源的开关频率,可以有效地减小装置的体积和重量,并可消除变压器和电感的音频噪声,同时改善了输入电压的动态响应能力。此外,为了进一步减小装置的体积和重量,必须去掉笨重的工频隔离变压器,采用高频隔离。高频隔离可以采用两种方式实现:①在整流器与逆变器之间加一级高频隔离的DC—DC变换器;②采用高频链逆变技术。高频化仅限于小容量逆变电源。在大容量逆变电源中,由于工频变压器引起的矛盾相对不如小容量UPS突出,而且大容量的高频逆变器、整流器和高频变压器的制作也分别受到高频开关器件的容量和高频磁性材料的限制。

(2)高性能化

高性能主要指输出电压特性的高性能,它主要体现在以下几个方面:①稳压性能好,空载及负载时输出电压有效值要稳定;②波形质量高,不但要求空载时的波形好,带载时波形也要好,对非线性负载的适应性要强;③突加突减负载时输出电压的瞬态响应特性好;④电压调制量小;⑤输出电压的频率稳定性好;⑥对于三相电源,带不平衡负载时相电压失衡小。输出电压的高性能是用电设备对逆变电源的要求,控制方式的改进是逆变电源达到高性能的主要手段。

(3)并联及模块化

当今逆变电源的发展趋向是大功率化和高可靠性。虽然现在已经能生产几千千伏安的大型逆变电源,完全可以满足大功率要求的场合,但是,这样整个系统的可靠性完全由单台电源决定,无论如何是不可能达到很高的。为了提高系统的可靠性,就必须实现模块化。模块化意味着用户可以方便地将小容量的模块化电源任意组合,构成一个较大容量的逆变电源。模块化需要解决逆变电源之间的并联问题,逆变电源的并联要比直流电源的并联复杂,它面临着负荷分配、环流补偿、通断控制等多方面的问题。但是,逆变电源的并联运行可以带来以下几个方面的好处:1)可以用来灵活地扩大电源系统的容量;2)可以组成并联冗余系统以提高运行的可靠性;3)具有极高的系统可维修性。当单台电源出现故障时,可以很方便地通过热插拔方式进行更换和维修。

(4)小型化

在逆变电源中,决定整个装置体积和重量的部分是变压器和LC滤波器,变压器可能放在输入部分,也可能放在输出部分,起电压隔离或电压匹配的作用;LC滤波器用于滤除PWM波中的高次谐波,滤波器的尺寸与PWM波的频谱特性有关。要使逆变电源小型化,

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可以采用的方法有三种:1)提高开关频率,使滤波器小型化;2)采用新的PWM控制方式,优化逆变桥输出PWM波的频谱,使滤波器小型化;3)用高频变压器实现电压的隔离及匹配,替代输入或输出的低频变压器,实现变压器的小型化。

(5)高输入功率因数化

对于交流输入的逆变电源,中间环节直流电源一般由二极管整流获得,其输入电流成尖脉冲状,因此,输入功率因数不高。提高整流侧的输入功率因数不仅可大大提高逆变电源对输入电能的利用率,而且可以克服逆变电源对电网产生谐波污染的缺点。

(6)数字化

逆变电源的数字化并不是简单的指在系统中应用了数字器件,如单片机及FPGA等,而是指整个系统的控制应用数字器件的计算能力和离散控制方法来完成,随着硬件技术的发展.处理器计算速度的提高,必然促使逆变电源向数字化方向发展。

(7)智能化

一个智能化的逆变电源除了能够完成普通逆变电源的所有功能外,还应具有以下功能:1)对运行中的逆变电源进行监测,随时将采样点的状态信息送入计算机进行处理,一方面获取电源工作时的有关参数,另一方面监视电路中各部分的状态,从中分析电路的各部分工作是否正常;2)在逆变电源发生故障时,根据监测的结果,进行故障诊断,指出故障的部位,给出处理方法;3)自动显示所监测的参数,有异常或发生故障时,可以自动记录有关异常或故障的信息;4)按照技术说明书给出的指标,自动定期地进行自检,并形成自检记录文件;5)能够用程序控制逆变电源的启动和停止,实现无人值守的自动操作;6)具有信息交换功能,可以随时向上位机输入信息,或从上位机获取信息。

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2 总体方案设计

2.1 总体方案的选取

在一些交通运载、野外测控、可移动武器装备 、工程修理车等设备中都配有不同规格的电源。通常这些设备工作空间狭小,环境恶劣,干扰大。因此对电源的设计要求也很高,除了具有良好的电气性能外,还必须具备体积小、重量轻、成本 低、可靠性高、抗干扰强等特点。 2.1.1 方案比较

在本逆变电源的设计中,我们的目的是将车载电瓶的12V直流电压逆变为交流220V/50Hz的电压,通过一段时间对资料的收集和分析现总结出如下三种方案,分别介绍如下:

方案一:简单推挽逆变电路

本方案设计的逆变器可以作为交流辅助电源。图2.2是本逆变器的电路框图。它是通过在振荡级产生所需要的50Hz的交流信号,再经过推动级的放大,然后把放大后的电压信号送入推挽输出级经过放大、变压器的升压,从而得到所需要的220V/50Hz的交流电压。

直流 电压 振荡级 推动级 推挽输 出级 交流电压

图2.1 简单推挽逆变电路框图

方案二:车载单相准正弦脉宽调制逆变电路

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