正弦波車載逆變器的逆變控制電路及

1、(19)中民*CCNN110033224488225588AA*(12)發(fā)明專利申請(qǐng)(10)申請(qǐng)公布號(hào) CN 103248258(43)申請(qǐng)公布日 2013.08.14A(21)申請(qǐng)?zhí)?01210030213.X(22)申請(qǐng)日2012.02.10(71)申請(qǐng)人美固電子 ()市龍崗區(qū)平湖鎮(zhèn)芳地址 518111坑路 39 號(hào)省(72)發(fā)明人萬(wàn)小平(74)專利機(jī)構(gòu)市順天達(dá)專利商標(biāo)44217人(51)Int.Cl.H02M 7/537 (2006.01)權(quán)利要求書(shū)1頁(yè)說(shuō)明書(shū)5頁(yè)附圖3頁(yè)(54) 發(fā)明名稱正車載逆變器的逆變電路及正車載逆變器(57) 摘要本發(fā)明涉及一種正制電路及相應(yīng)的正車載逆變器的逆變控

2、車載逆變器，該逆變電路包括電壓檢測(cè)電路、電流檢測(cè)電路、電壓修正模塊、SPWM 波發(fā)生模塊和驅(qū)動(dòng)電路 ；其中，電壓檢測(cè)電路和電流檢測(cè)電路與正車載逆變器的DC/AC 逆變電路的直流輸入端相連，分別將檢測(cè)的直流輸入電壓和直流輸入電流給電壓修正模塊 ；電壓修正模塊將根據(jù)檢測(cè)的直流輸入電流修正直流輸入電壓直流輸入電壓修正值給SPWM 波發(fā)生模塊，計(jì)算并輸出 SPWM 波給驅(qū)動(dòng)電路，驅(qū)動(dòng) DC/AC 逆變電路將直流轉(zhuǎn)換為穩(wěn)定的交流。本發(fā)明采用直流電壓前饋加直流電流補(bǔ)償調(diào)節(jié)使輸出交流電壓穩(wěn)定，不需要復(fù)雜的交流電壓檢測(cè)計(jì)算和比例輸出穩(wěn)定、工作可靠。運(yùn)算，可以節(jié)省，且CN 103248258 A權(quán)利要求書(shū)CN

3、103248258 A1/1 頁(yè)1. 一種正車載逆變器的逆變電路，其特征在于，包括電壓檢測(cè)電路、電流檢測(cè)電路、電壓修正模塊、SPWM 波發(fā)生模塊和驅(qū)動(dòng)電路 ；所述電壓檢測(cè)電路和電流檢測(cè)電路與正車載逆變器的 DC/AC 逆變電路的直流輸入端相連，分別將檢測(cè)的直流輸入電壓和直流輸入電流給電壓修正模塊 ；所述電壓修正模塊與所述電壓檢測(cè)電路和電流檢測(cè)電路相連，將根據(jù)所述直流輸入電流修正的直流輸入電壓修正值給 SPWM 波發(fā)生模塊 ；所述 SPWM 波發(fā)生模塊與所述電壓修正模塊相連，將根據(jù)直流輸入電壓修正值和輸出交流電壓設(shè)定值計(jì)算產(chǎn)生的 SPWM 波給所述驅(qū)動(dòng)電路驅(qū)動(dòng)正逆變電路。車載逆變器的 DC/AC

4、2. 根據(jù)權(quán)利要求 1 所述的正車載逆變器的逆變電路，其特征在于，所述電壓修正模塊和 SPWM 波發(fā)生模塊集成在逆變微器中。3. 根據(jù)權(quán)利要求 2 所述的正車載逆變器的逆變電路，其特征在于，所述電流檢測(cè)電路包括第一IC、電阻 R8-R11 和電容 C4-C5，所述第一IC 的正向輸入端通過(guò)IC 的正向輸入端通過(guò)電阻 R9 與所述 DC/AC 逆變電路的直流電流檢測(cè)端相連，且第一電容 C4 接地，所述第一IC 的反向輸入端通過(guò)電阻 R8 接地，所述第一IC 的反向輸入端和信號(hào)輸出端之間連有電阻 R10，所述第一IC 的信號(hào)輸出端通過(guò)電阻 R11 和電容C5 接地，且所述電阻 R11 和電容 C5

5、 之間的節(jié)點(diǎn)接入所述逆變微器。4. 根據(jù)權(quán)利要求 1 所述的正車載逆變器的逆變電路，其特征在于，所述電壓修正模塊進(jìn)一步包括 ：線路壓降計(jì)算單元和減法器 ；所述線路壓降計(jì)算單元與所述電流檢測(cè)單元相連，將根據(jù)所述直流輸入電流和線路阻抗計(jì)算的線路壓降給減法器 ；所述減法器與所述線路壓降計(jì)算單元和電壓檢測(cè)單元相連，將所述直流輸入電壓與線路壓降的差值作為直流輸入電壓修正值給所述 SPWM 波發(fā)生模塊。5. 一種正車載逆變器，其特征在于，包括直流濾波電路、DC/DC 升壓電路、DC/AC 逆變電路、交流濾波電路和升壓電路，以及權(quán)利要求 1-4 中任意一項(xiàng)所述的正車載逆變器的逆變電路。2說(shuō)明書(shū)CN 1032

6、48258 A1/5 頁(yè)正車載逆變器的逆變電路及正車載逆變器技術(shù)領(lǐng)域0001本發(fā)明涉及車載逆變器技術(shù)領(lǐng)域，更具體地說(shuō)，涉及一種正車載逆變器的逆變電路及相應(yīng)的正車載逆變器。背景技術(shù)0002現(xiàn)有車載逆變器的模塊框圖如圖 1 所示，包括直流濾波電路 10、DC/DC 升壓電路20、DC/AC 逆變電路 30 和交流濾波電路 40，以及用于產(chǎn)生 PWM 波DC/DC 升壓電路 20 的電路 60。直流輸升壓電路 50 及用于產(chǎn)生 SPWM 波DC/AC 逆變電路 30 的逆變?nèi)牒笙冉?jīng)過(guò)直流濾波電路 10 以減少紋波電流和抑制電磁干擾，再經(jīng)過(guò) DC/DC 升壓電路 20將 DC12V 或 DC24V 變

7、換到高壓直流，然后經(jīng)過(guò) DC/AC 逆變電路 30 將高壓直流轉(zhuǎn)換成 SPWM正脈寬調(diào)制的方波，最后經(jīng)過(guò)交流濾波電路 40 輸出 AC220V/50Hz 或 AC110V/60Hz 的正交流電壓，如通過(guò)單相插座輸出該交流電壓。0003如圖2 所示，逆變電路60 具體包括輸出電壓檢測(cè)電路67、逆變微器68 和驅(qū)動(dòng)電路 69。輸出電壓檢測(cè)電路 67 連接交流濾波電路 40 的交流輸出端，將交流輸出電壓反饋給逆變微器 68，逆變微器 68 根據(jù)交流輸出電壓的大小計(jì)算輸出的 SPWM 波的脈沖寬度，將SPWM 波經(jīng)過(guò)驅(qū)動(dòng)電路69當(dāng)檢測(cè)到交流輸出電壓低于設(shè)定值時(shí)，逆變微信號(hào)給DC/AC 逆變電路30 實(shí)

8、現(xiàn)DC/AC 逆變。器 68 增大 SPWM 波的脈沖寬度，使交流輸出電壓升高 ；當(dāng)檢測(cè)到交流輸出電壓高于設(shè)定值時(shí)，逆變微器68 減小SPWM 波的脈沖寬度，使交流輸出電壓下降，即自動(dòng)調(diào)節(jié)輸出的 SPWM 波的脈沖寬度，從而使交流輸出電壓保持穩(wěn)定。該過(guò)程具體如圖 3 所示，逆變微器 68 根據(jù)反饋的交流輸出電壓實(shí)際值和交流輸出電壓設(shè)定值計(jì)算 SPWM 波調(diào)制系數(shù)和 SPWM 波占空比，然后輸出 SPWM 波。0004然而，在上述方案中首先要準(zhǔn)確測(cè)量交流輸出電壓的有效值的大小，而交流輸出電壓的有效值的采樣計(jì)算是較為的，不僅要有足夠的采樣次數(shù)，逆變微器 68 還要進(jìn)行大量的計(jì)算。如果檢測(cè)交流輸出電

9、壓的峰值再計(jì)算有效值，受采樣次數(shù)和輸出波形的影響，檢測(cè)結(jié)果會(huì)存在誤差。同時(shí)在進(jìn)行比例時(shí)，需要設(shè)定合適的比例系數(shù)和系數(shù)，否則當(dāng)輸入電壓變化和負(fù)載變化時(shí)會(huì)出現(xiàn)超調(diào)或振蕩現(xiàn)象，使輸出電壓不穩(wěn)定。發(fā)0005本發(fā)明要解決的技術(shù)問(wèn)題在于 算處理較為復(fù)雜的缺陷，提供一種正逆變器?，F(xiàn)有車載逆變器的逆變車載逆變器的逆變電路輸出 SPWM電路及相應(yīng)的車載0006本發(fā)明解決其技術(shù)問(wèn)題所采用的技術(shù)方案是 ：構(gòu)造一種正車載逆變器的逆變電路，包括電壓檢測(cè)電路、電流檢測(cè)電路、電壓修正模塊、SPWM 波發(fā)生模塊和驅(qū)動(dòng)電路 ；0007所述電壓檢測(cè)電路和電流檢測(cè)電路與正車載逆變器的 DC/AC 逆變電路的直流輸入端相連，分別將檢

10、測(cè)的直流輸入電壓和直流輸入電流給電壓修正模塊 ；3說(shuō)明書(shū)CN 103248258 A2/5 頁(yè)0008所述電壓修正模塊與所述電壓檢測(cè)電路和電流檢測(cè)電路相連，將根據(jù)所述直流輸入電流修正的直流輸入電壓修正值給 SPWM 波發(fā)生模塊 ；0009所述 SPWM 波發(fā)生模塊與所述電壓修正模塊相連，將根據(jù)直流輸入電壓修正值和輸出交流電壓設(shè)定值計(jì)算產(chǎn)生的 SPWM 波DC/AC 逆變電路。給所述驅(qū)動(dòng)電路驅(qū)動(dòng)正車載逆變器的0010在根據(jù)本發(fā)明所述的正SPWM 波發(fā)生模塊集成在逆變微0011在根據(jù)本發(fā)明所述的正車載逆變器的逆變器中。車載逆變器的逆變電路中，所述電壓修正模塊和電路中，所述電流檢測(cè)電路包IC 的正向

11、輸入端通過(guò)電阻 R9 與IC 的正向輸入端通過(guò)電容 C4 接括第一IC、電阻 R8-R11 和電容 C4-C5，所述第一所述 DC/AC 逆變電路的直流電流檢測(cè)端相連，且第一地，所述第一IC 的反向輸入端通過(guò)電阻 R8 接地，所述第一IC 的反向輸入端和信號(hào)輸出端之間連有電阻 R10，所述第一IC 的信號(hào)輸出端通過(guò)電阻 R11 和電容 C5 接地，且所述電阻 R11 和電容 C5 之間的節(jié)點(diǎn)接入所述逆變微器。0012在根據(jù)本發(fā)明所述的正車載逆變器的逆變電路中，所述電壓修正模塊進(jìn)一步包括 ：線路壓降計(jì)算單元和減法器 ；所述線路壓降計(jì)算單元與所述電流檢測(cè)單元相連，將根據(jù)所述直流輸入電流和線路阻抗計(jì)

12、算的線路壓降給減法器 ；所述減法器與所述線路壓降計(jì)算單元和電壓檢測(cè)單元相連，將所述直流輸入電壓與線路壓降的差值作為直流輸入電壓修正值給所述 SPWM 波發(fā)生模塊。0013本發(fā)明還提供了一種正AC 逆變電路、交流濾波電路和升壓制電路。車載逆變器，包括直流濾波電路、DC/DC 升壓電路、DC/電路，以及如上所述的正車載逆變器的逆變控0014實(shí)施本發(fā)明的正車載逆變器的逆變電路及相應(yīng)的正車載逆變器，具有以下有益效果 ：本發(fā)明通過(guò)電壓檢測(cè)電路和電流檢測(cè)電路將 DC/AC 逆變電路的直流輸入電壓和直流輸入電流信號(hào)送到電壓修正模塊，電壓修正模塊將根據(jù)檢測(cè)的直流輸入電流修正直流輸入電壓直流輸入電壓修正值給 S

13、PWM 波發(fā)生模塊，計(jì)算并輸出 SPWM 波給驅(qū)動(dòng)電路驅(qū)動(dòng) DC/AC 逆變電路 ；本發(fā)明改變了現(xiàn)有車載逆變器輸出電壓反饋模式，而是采用直流電壓前饋加直流電流補(bǔ)償調(diào)節(jié)輸出電壓，不需要復(fù)雜的交流電壓檢測(cè)計(jì)算和比例運(yùn)算，可以節(jié)省微器的；并且響應(yīng)快出現(xiàn)輸出電壓超調(diào)和振蕩，且輸出穩(wěn)定、工作可靠。附圖說(shuō)明0015下面將結(jié)合附圖及實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步說(shuō)明，附圖中 ：0016圖 1 是現(xiàn)有車載逆變器的模塊框圖 ；0017圖 2 是現(xiàn)有車載逆變器中逆變0018圖 3 是現(xiàn)有車載逆變器中逆變電路的具體框圖 ；電路的 SPWM 波發(fā)生的過(guò)程示意圖 ；0019圖 4 為根據(jù)本發(fā)明的正0020圖 5 為根據(jù)本發(fā)明的

14、正0021圖 6 為根據(jù)本發(fā)明的正車載逆變器的逆變電路的模塊框圖 ；車載逆變器的部分電路的原理圖 ；車載逆變器的逆變電路的具體電路圖。4說(shuō)明書(shū)CN 103248258 A3/5 頁(yè)具體實(shí)施方式0022為了使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案及優(yōu)點(diǎn)更加清楚明白，以下結(jié)合附圖及實(shí)施例，對(duì)本發(fā)明進(jìn)行進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明。0023請(qǐng)參閱圖 4，為根據(jù)本發(fā)明的正車載逆變器的穩(wěn)壓逆變電路的模塊框圖。如圖 4 所示，該正車載逆變器的逆變電路 60 至少包括電壓檢測(cè)電路 61、電流檢測(cè)電路 62、電壓修正模塊 63、SPWM 波發(fā)生模塊 64 和驅(qū)動(dòng)電路 69。而正車載逆變器的電路如圖 1 中所示，包括直流濾波電路 10、DC

15、/DC 升壓電路 20、DC/AC 逆變電路 30 和交流濾波電路 40，以及用于產(chǎn)生 PWM 波DC/DC 升壓電路 20 的升壓電路 50 及用于產(chǎn)生 SPWM波DC/AC 逆變電路 30 的逆變電路 60。電路 60，該逆變電路 60 采用如圖 4 所示的逆變0024其中，電壓檢測(cè)電路 61 和電流檢測(cè)電路 62 與正車載逆變器的 DC/AC 逆變電路 30 的直流輸入端相連，分別將檢測(cè)的 DC/AC 逆變電路 30 的直流輸入電壓和直流輸入電流給電壓修正模塊 63。DC/DC 升壓電路 20 將升壓后的高壓直流提供給 DC/AC 逆變電路 30，電壓檢測(cè)電路 61 檢測(cè)該直流輸入電壓，

16、電流檢測(cè)電路 62 檢測(cè)該直流輸入電流。0025 電壓修正模塊 63 與電壓檢測(cè)電路 61 相連，接收電壓檢測(cè)電路 61 輸出的直流輸入電壓。該電壓修正模塊 63 還與電流檢測(cè)電路 62 相連，接收電流檢測(cè)電路 62 輸出的直流輸入電流，根據(jù)檢測(cè)的直流輸入電壓和直流輸入電流進(jìn)行計(jì)算，輸出修正后的直流輸入電壓給 SPWM 波發(fā)生模塊 64。即 ：直流電壓修正值直流輸入電壓 - 線路壓降，其中，線路壓降直流輸入電流 × 線路阻抗。0026如圖 4 所示，電壓修正模塊可以進(jìn)一步包括 ：線路壓降計(jì)算單元和減法器。其中，線路壓降計(jì)算單元與電流檢測(cè)單元 62 相連，將根據(jù)直流輸入電流和線路阻抗計(jì)

17、算的線路壓降給減法器。減法器與線路壓降計(jì)算單元和電壓檢測(cè)單元 61 相連，將直流輸入電壓與線路壓降的差值作為直流輸入電壓修正值給 SPWM 波發(fā)生模塊 64。0027SPWM 波發(fā)生模塊64 與電壓修正模塊63 相連，裝載電壓修正模塊63的直流輸入電壓修正值，并根據(jù)交流輸出電壓設(shè)定值和直流輸入電壓修正值計(jì)算確定 SPWM 波的脈沖占空比，并輸出對(duì)應(yīng)的 SPWM 波給驅(qū)動(dòng)電路 69。在本發(fā)明中，SPWM 波發(fā)生模塊 64 產(chǎn)生的SPWM 波通過(guò)驅(qū)動(dòng)電路 69 進(jìn)行信號(hào)放大后驅(qū)動(dòng) DC/AC 逆變電路 30 實(shí)現(xiàn) DC/AC 逆變。0028對(duì)本發(fā)明交流輸出電壓穩(wěn)壓方式說(shuō)明如下 ：由于交流輸出電壓的

18、大小是由DC/AC 逆變電路30 逆變前的直流輸入電壓大小和逆變的SPWM 波的占空比決定，因此只要測(cè)量出逆變前的直流輸入電壓，就可以計(jì)算出滿足逆變輸出交流電壓有效值所需的 SPWM 波占空比。考慮到負(fù)載電流大小會(huì)對(duì)輸出電壓產(chǎn)生影響，這是由于當(dāng) SPWM 波占空比不變時(shí)，相對(duì)于空載，負(fù)載電流會(huì)產(chǎn)生線路壓降，包括 DC/AC 逆變電路 30 中的場(chǎng)效應(yīng)管、交流濾波電路 40 中的電感及線路的壓降，使輸出電壓降低，且負(fù)載越大，線路壓降越大，輸出電壓降低越多。通過(guò)測(cè)量 DC/AC 逆變電路 30 的直流輸入電流和線路阻抗，計(jì)算出線路壓降，將檢測(cè)的直流輸入電壓減去線路壓降得到直流輸入電壓修正值，根據(jù)直

19、流輸入電壓修正值計(jì)算 SPWM 波的占空比，使輸出電壓在不同直流輸入電壓、不同負(fù)載大小都能保持穩(wěn)定。當(dāng)直流輸入電壓變化時(shí)，電壓修正模塊 63 輸出電壓變化，SPWM 波發(fā)生模塊 64 計(jì)算輸出的 SPWM 波的占空比變化，即直流輸入電壓減小時(shí)，直流輸入電壓修正值也減小，SPWM 波的占空比增大 ；直流輸入電壓增大時(shí)，直流輸入電壓修正值也增大，SPWM 波的占空比減小，總之不管直5說(shuō)明書(shū)CN 103248258 A4/5 頁(yè)流輸入電壓增大或減小，交流輸出電壓不變，保持穩(wěn)定，即實(shí)現(xiàn)了電壓前饋，具有響應(yīng)速度快的優(yōu)點(diǎn)。當(dāng)負(fù)載變化時(shí)，直流輸入電流變化，電壓修正模塊 63 輸出的直流輸入電壓修正值變化，S

20、PWM 波發(fā)生模塊 64 計(jì)算輸出的 SPWM 波的占空比變化，即負(fù)載增大時(shí)，直流輸入電流增大，而直流輸入電壓修正值減小，SPWM 波的占空比增大 ；負(fù)載減小時(shí)，直流輸入電流減小，而直流輸入電壓修正值增大，SPWM 波的占空比減小，總之不管負(fù)載增大或減小，交流輸出電壓不變，即通過(guò)電流補(bǔ)償調(diào)節(jié)，負(fù)載變化時(shí)交流輸出電壓同樣能保持穩(wěn)定。0029請(qǐng)參閱圖 5，為根據(jù)本發(fā)明的正車載逆變器的部分電路原理圖。如圖 5 所示，DC/DC 升壓電路20 的變壓器將低壓直流信號(hào)升壓后由變壓器輸出端T-1 和T-2 輸出通過(guò)整流橋，即二極管 D1-D4 輸入至電容 E1，以提供給 DC/AC 逆變電路 30。DC/

21、AC 逆變電路 30 主要包括由場(chǎng)效應(yīng)管 M1-M4 組成的 H 形橋式逆變電路，分別由信號(hào) M1G-M4G其導(dǎo)通和斷開(kāi)。交流濾波電路 40 由濾波電感 L1 和濾波電容 C2 組成，將逆變的交流電壓通過(guò)交流電壓輸出端 AC1 和 AC2 輸出。0030DC/AC 逆變電路 30 的直流電壓檢測(cè)端 VSDC 為電容 E1 的正極，電流采樣電阻 RS 串聯(lián)在電容 E1 的負(fù)極和逆變電路下橋臂公共端之間，且直流電流檢測(cè)端 VCT2 與直流電壓檢測(cè)端 VSDC 之間連有濾波電容 C1。0031請(qǐng)參閱圖 6，為根據(jù)本發(fā)明的正車載逆變器的穩(wěn)壓逆變電路的具體電路圖。如圖 6 所示，本發(fā)明中的電壓修正模塊

22、63 和 SPWM 波發(fā)生模塊 64 可以集成在逆變微控制器 68 中實(shí)現(xiàn)。0032電壓檢測(cè)電路 61 包括電阻 R1-R7，以及電容 C3。其中，直流電壓檢測(cè)端 VSDC 通過(guò)依次串聯(lián)的電阻 R1-R6 進(jìn)行分壓，且電阻 R5-R6 之間的節(jié)點(diǎn)通過(guò)電阻 R7 輸入至逆變微器 68 的第一輸入端，且逆變微器 68 的第一輸入端通過(guò)電容 C3 接地。0033電流檢測(cè)電路 62 包括第一IC、電阻 R8-R11 和電容 C4-C5。第一IC 的正IC IC向輸入端通過(guò)電阻 R9 與 DC/AC 逆變電路 30 的直流電流檢測(cè)端 VCT2 相連，且第一的正向輸入端通過(guò)電容 C4 接地，第一IC 的反向輸入端通過(guò)電阻 R8 接地，第一的反向輸入端和信號(hào)輸出端之間連有電阻 R10。第一IC 的信號(hào)輸出端通過(guò)電阻 R11 輸入至逆變微器 68 的第二輸入端，且逆變微器 68 的第