DETW車(chē)載逆變器純正弦波

會(huì)計(jì)學(xué)1DETW車(chē)載逆變器純正弦波2023/1/172源自一個(gè)念想---汽車(chē)電子步航空電子后塵獨(dú)具慧眼---汽車(chē)電子與航空電子的不同DET車(chē)載電源逆變器起源第1頁(yè)/共32頁(yè)

車(chē)載電源逆變器介紹車(chē)載電源逆變器就是一種將車(chē)載蓄電池的12V低壓直流電轉(zhuǎn)變?yōu)?20伏交流電的電子設(shè)備。通過(guò)車(chē)載電源逆變器，就能像在家里一樣在汽車(chē)內(nèi)方便地使用各種電器?？墒褂玫碾娖饔校菏謾C(jī)、筆記本電腦、數(shù)碼攝像機(jī)、照相機(jī)、照明燈、電動(dòng)剃須刀、CD機(jī)、游戲機(jī)、掌上電腦、電動(dòng)工具、車(chē)載冰箱及各種旅游、野營(yíng)、醫(yī)療急救電器等。

2023/1/173第2頁(yè)/共32頁(yè)2023/1/174車(chē)載電源逆變器介紹（續(xù)）車(chē)載電源逆變器按輸出波形主要分兩類(lèi)，一類(lèi)是純正弦波車(chē)載電源逆變器，另一類(lèi)是方波(或：改良正弦波、修正正弦波、模擬正弦波等等)車(chē)載電源逆變器。純正弦波電源逆變器因?yàn)椴淮嬖陔娋W(wǎng)中的電磁污染，輸出的是比日常使用電網(wǎng)更好的正弦波交流電。方波(修正正弦波)電源逆變器輸出的則是質(zhì)量較差的方波交流電，其正向最大值到負(fù)向最大值幾乎在同時(shí)產(chǎn)生，對(duì)負(fù)載和電源逆變器本身造成劇烈的不穩(wěn)定影響。第3頁(yè)/共32頁(yè)2023/1/175車(chē)載電源逆變器介紹（續(xù)）修正正弦波波形正弦波波形第4頁(yè)/共32頁(yè)方波電源逆變器的缺陷：負(fù)載能力差,僅為額定負(fù)載的40-60%；如所帶的負(fù)載過(guò)大,方波電流中包含的三次諧波成分將使流入負(fù)載中的容性電流增大,嚴(yán)重時(shí)會(huì)損壞負(fù)載的電源濾波電容。只能帶小功率(比如幾Ｗ)感性負(fù)載。2023/1/176車(chē)載電源逆變器介紹（續(xù)）純正弦波電源逆變器的特點(diǎn)：能夠提供高質(zhì)量的交流電。能夠帶動(dòng)任何種類(lèi)的負(fù)載。技術(shù)要求和成本均高。

第5頁(yè)/共32頁(yè)2023/1/177一些精密電子設(shè)備和感性負(fù)載類(lèi)電器必須使用純正弦波電源逆變器，否則，輕則可能會(huì)導(dǎo)致相關(guān)電子設(shè)備工作不正常，重則造成設(shè)備和電源逆變器的毀損或縮短設(shè)備預(yù)期使用壽命。車(chē)載電源逆變器介紹（續(xù)）有趣的案例德國(guó)大眾反映，某Audi車(chē)型在歐洲銷(xiāo)售時(shí)，配備了修正正弦波電源逆變器，售后反映逆變器mosfet經(jīng)常被打壞。經(jīng)調(diào)查分析，與日本Toshiba筆記本電腦適配器PA2521U有關(guān)。第6頁(yè)/共32頁(yè)2023/1/178車(chē)載逆變器純正弦波修正正弦波OEM配套：與車(chē)身一體；性能良好；技術(shù)要求高；售后市場(chǎng)：點(diǎn)煙器連接；性能較好；技術(shù)要求低；OEM配套：與車(chē)身一體；性能一般；技術(shù)要求高；售后市場(chǎng)：點(diǎn)煙器連接；性能一般；技術(shù)要求低；車(chē)載電源逆變器介紹（續(xù)）兩種產(chǎn)品的比較第7頁(yè)/共32頁(yè)2023/1/179DET車(chē)載逆變器遵循的主要標(biāo)準(zhǔn)產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)一：中國(guó)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)GB1002—1996(中國(guó))220VAC插頭中國(guó)標(biāo)準(zhǔn)GB2099.1—1996(中國(guó))220VAC插頭中國(guó)標(biāo)準(zhǔn)GB9254-1998散發(fā)干涉產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)二：國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)IEC884-11994220VAC插頭標(biāo)準(zhǔn)產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)三：美國(guó)標(biāo)準(zhǔn)UL1012電源單元大于等級(jí)2DINEN1706鋁和鋁合金鑄件DINENISO2409涂料涂層網(wǎng)格切割試驗(yàn)DIN40050-9汽車(chē)電器裝置保護(hù)類(lèi)型DIN75220塑料物質(zhì)老化產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)四：德國(guó)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)第8頁(yè)/共32頁(yè)2023/1/1710DET車(chē)載逆變器遵循的主要標(biāo)準(zhǔn)（續(xù)）產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)五：其他與配套汽車(chē)型號(hào)具體相關(guān)的企標(biāo)、行標(biāo)、國(guó)標(biāo)或國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)汽車(chē)中央電器及電子部件(基本測(cè)試條件)干擾發(fā)射汽車(chē)上電器元件的電磁相容性與導(dǎo)線相連的干擾電氣部件的相容性發(fā)射干擾抗靜電放電（ESD）汽車(chē)中的電器、電子部件的插接件要求壓接連接扁接插頭工件邊角概念,制圖標(biāo)準(zhǔn)在零部件開(kāi)發(fā)框架下對(duì)所提供的服務(wù)提出、具有重要意義的要求車(chē)輛內(nèi)艙零部件散發(fā)特性汽車(chē)內(nèi)飾件比色測(cè)定汽車(chē)環(huán)境標(biāo)準(zhǔn)汽車(chē)部件、材料、生產(chǎn)原料避免有害物質(zhì)內(nèi)部元件照明氣候交變刮擦阻抗汽車(chē)內(nèi)飾材料上油漆的要求燈用有機(jī)玻璃內(nèi)裝飾材料燃燒性能塑料的易燃性試驗(yàn)玻璃纖維強(qiáng)化用于制作成型件聚合混合物,成型件第9頁(yè)/共32頁(yè)與市電完全接軌DET車(chē)載逆變器技術(shù)特性2023/1/1711安全性考慮與設(shè)計(jì)EMC考慮與設(shè)計(jì)逆變器技術(shù)指標(biāo)技術(shù)特性第10頁(yè)/共32頁(yè)2023/1/1712DET車(chē)載逆變器技術(shù)特性（續(xù)）與市電完全接軌所有的電器產(chǎn)品都是按市電標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)的純正弦波電源逆變器供電標(biāo)準(zhǔn)第11頁(yè)/共32頁(yè)2023/1/1713DET車(chē)載逆變器技術(shù)特性（續(xù)）安全性考慮與設(shè)計(jì)插孔小孩手指頭會(huì)不會(huì)插進(jìn)去?大人鑰匙鏈、手鏈、項(xiàng)鏈會(huì)不會(huì)漏進(jìn)去？咖啡、飲料會(huì)不會(huì)濺進(jìn)去？清洗車(chē)輛時(shí)水會(huì)不會(huì)滲進(jìn)去？電器質(zhì)量不良會(huì)不會(huì)漏電、觸電？?jī)删€電器、三線電器絕緣外殼電器、導(dǎo)電外殼電器電源線漏電、內(nèi)部絕緣不良外殼帶電安全性技術(shù)措施舌簧片保護(hù)蓋板保護(hù)插簧開(kāi)關(guān)保護(hù)輸出浮地技術(shù)保護(hù)輸出漏電流檢測(cè)/保護(hù)第12頁(yè)/共32頁(yè)2023/1/1714EMC考慮與設(shè)計(jì)汽車(chē)電子EMC頻率范圍寬傳導(dǎo)150KHz~108MHz輻射150KHz~2.5GHz汽車(chē)電子EMC測(cè)試距離近1米場(chǎng)測(cè)試法Vs3米場(chǎng)，10米場(chǎng)汽車(chē)電子EMC等級(jí)要求高3，5，5，5，5EMC技術(shù)措施減小/消除噪聲源接地技術(shù)，減小前后級(jí)耦合引起振蕩必要時(shí)增加snubber電路吸收噪聲能量采用濾波器采用屏蔽技術(shù)DET車(chē)載逆變器技術(shù)特性（續(xù)）第13頁(yè)/共32頁(yè)2023/1/1715DET車(chē)載逆變器技術(shù)特性（續(xù)）逆變器技術(shù)指標(biāo)輸入電壓：

標(biāo)稱(chēng)13.5V直流，范圍10.8V—15V

輸入電流：

最大16.5A直流輸出電壓： 220Vrms±10%輸出電流： 最大0.9A交流電流峰值系數(shù)： 3:1，適用于整流性負(fù)載標(biāo)稱(chēng)輸出功率： 150W沖擊功率： 200W2秒輸出頻率： 50HZ±0.2HZ輸出波形：

純正弦波波形失真： THD<2%(線形負(fù)載)效率：

＞90%typ.（負(fù)載變化范圍為90W到150W）第14頁(yè)/共32頁(yè)2023/1/1716DET車(chē)載逆變器技術(shù)特性（續(xù)）逆變器技術(shù)特性保護(hù)機(jī)制：過(guò)熱保護(hù)、輸出短路保護(hù)、輸出過(guò)載保護(hù)、輸入欠壓保護(hù)、輸入過(guò)壓保護(hù)；散熱：

逆變器安裝在指定位置的鐵支架上，通過(guò)自然對(duì)流散熱；防觸電保護(hù)：

結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中將采用防觸電保護(hù)機(jī)構(gòu)，以避免兒童手指伸入插座孔而觸電；電器設(shè)計(jì)采用220Vac輸出浮地技術(shù)，與車(chē)身不形成回路；LED綠色指示：

正常工作；LED紅色指示：

故障狀態(tài)，如溫度保護(hù)；工作環(huán)境溫度： -40℃到70℃；存儲(chǔ)環(huán)境溫度： -40℃到90℃；總成重量： 600g，含逆變器、插座與線束、外框及蓋板等。第15頁(yè)/共32頁(yè)B+L

NGNDRledGledGNDACC+

DET車(chē)載逆變器工作原理介紹2023/1/1717去主線束連接器220V

LED12V

DC220V

AC逆變器220V插座12V插座逆變器電氣總成第16頁(yè)/共32頁(yè)DET車(chē)載逆變器工作原理介紹（續(xù)）2023/1/1718逆變器工作原理框圖第17頁(yè)/共32頁(yè)DET車(chē)載逆變器工作原理介紹（續(xù)）2023/1/1719前級(jí)電路：逆變器分為前級(jí)電路、后級(jí)電路2部分，前級(jí)電路采用推挽升壓，后級(jí)電路采用全橋逆變，前后級(jí)之間完全隔離；前級(jí)推挽升壓電路采用PWM芯片控制，控制Q1及Q2輪流導(dǎo)通，在變壓器原邊形成高頻的交流電壓，經(jīng)過(guò)變壓器升壓、整流和濾波在電容C1上得到約400V直流電壓；在保護(hù)方面，具有輸入過(guò)、欠壓保護(hù)，輸出過(guò)載、短路保護(hù)，過(guò)熱保護(hù)等多重保護(hù)功能電路，增強(qiáng)了該電源的可靠性和安全性。后級(jí)電路：后級(jí)電路為全橋逆變，單片機(jī)采用SPWM控制方式；Q4-Q7組成的逆變橋采用正弦脈寬調(diào)制，逆變輸出電壓經(jīng)過(guò)電感L、電容C2濾波后，最終在負(fù)載上得到220V、50Hz的正弦波交流電。采用高頻變壓器實(shí)現(xiàn)前后級(jí)之間的隔離，有利于提高系統(tǒng)的安全性。第18頁(yè)/共32頁(yè)DET車(chē)載逆變器工作原理介紹（續(xù)）2023/1/1720把一個(gè)正弦半波分作N等分，然后把每一等分的正弦曲線和橫軸所包圍的面積都用一個(gè)與此面積相等的等高矩形脈沖來(lái)代替，矩形脈沖的中點(diǎn)與正弦波每一等分的中點(diǎn)重合。SPWM工作原理：第19頁(yè)/共32頁(yè)2023/1/1721DET車(chē)載逆變器工作原理介紹（續(xù)）關(guān)于可靠性設(shè)計(jì)：電子零件的耐高溫設(shè)計(jì)，尤其是電解電容器應(yīng)選用105℃度的耐高溫電容；PCB板使用FR4阻燃性材料；PCB板內(nèi)高壓線和外殼間的間距至少是6mm；其它零件與高壓零件之間的爬電距離至少是6mm；防機(jī)械振動(dòng)設(shè)計(jì)；耗用的暗電流應(yīng)小于0.1mA。材料要求逆變器主體外殼用金屬鋁AlSi12：DIN1725；插座部分采用PC材料：TL591；插座外框與蓋板用PC+ABS材料：TL52231A；蓋板油漆：TL226。第20頁(yè)/共32頁(yè)2023/1/1722測(cè)試要求與測(cè)試數(shù)據(jù)主要的測(cè)試要求：通用的電氣測(cè)試要求：包括振動(dòng)、高低溫、壽命、電氣等等；大眾VW80101；輻射騷擾；大眾TL965；抗傳導(dǎo)干擾；大眾TL82066；抗輻射干擾；大眾TL82166；抗ESD；大眾TL82466；電氣安規(guī)測(cè)試：絕緣電壓、絕緣電阻、漏電電流等。第21頁(yè)/共32頁(yè)測(cè)試要求與測(cè)試數(shù)據(jù)（續(xù)）2023/1/1723項(xiàng)目等級(jí)標(biāo)準(zhǔn)（或測(cè)試條件）絕緣電壓(輸入對(duì)輸出)500Vac應(yīng)能承受50HZ、500Vac交流電壓1分鐘，漏電流≤5mA，無(wú)擊穿或飛弧現(xiàn)象絕緣電壓（輸入對(duì)地）NA電池負(fù)極接地絕緣電壓（輸出對(duì)地）500Vac應(yīng)能承受50HZ、500Vac交流電壓1分鐘，漏電流≤5mA，無(wú)擊穿或飛弧現(xiàn)象絕緣電阻10M歐在正常大氣壓下，試驗(yàn)電壓為直流500V時(shí)，相對(duì)濕度為90%,交流輸出對(duì)地，以及交流輸出對(duì)直流輸入的絕緣電阻均不低于20M歐姆。絕緣特性第22頁(yè)/共32頁(yè)2023/1/1724測(cè)試要求與測(cè)試數(shù)據(jù)（續(xù)）電磁輻射騷擾測(cè)試第23頁(yè)/共32頁(yè)2023/1/1725測(cè)試要求與測(cè)試數(shù)據(jù)（續(xù)）電磁輻射騷擾測(cè)試第24頁(yè)/共32頁(yè)2023/1/1726測(cè)試要求與測(cè)試數(shù)據(jù)（續(xù)）電磁輻射騷擾測(cè)試第25頁(yè)/共32頁(yè)2023/1/1727測(cè)試要求與測(cè)試數(shù)據(jù)（續(xù)）電磁輻射騷擾測(cè)試第26頁(yè)/共32頁(yè)2023/1/1728測(cè)試要求與測(cè)試數(shù)據(jù)（續(xù)）修正正弦波逆變器供電筆記本電腦適配器ToshibaadapterPA2521U，輸出電壓（黃）/電流波形（綠)，最大脈沖電流3.6/0.15=24Amp。第27頁(yè)/共32頁(yè)2023/1/1729測(cè)試要求與測(cè)試數(shù)據(jù)（續(xù)）純正弦波逆變器供電筆記本電腦適配器ToshibaadapterPA2521U，輸出電壓（黃）/電流波形（綠)