摘 要

为了满足人们日益增长的在汽车上使用各种用电器的要求，需要将汽车蓄电池的直流电转换为交流市电。本文设计了一款车载正弦波逆变电源，其输入电压为12V直流电，输出为220V/50Hz的正弦交流市电，最大输出功率为500VA，可以满足人们在汽车上使用交流市电用电器的要求。

本次设计将逆变电源整体结构分为两个部分：前级DC/DC升压电路和后级DC/AC逆变电路。前级升压电路采用推挽电路拓扑结构，使用SG3525芯片进行脉宽控制；后级逆变电路采用全桥电路拓扑结构，使用EG8010芯片进行SPWM调制。

研究结果表明：本文采用的设计方法可以得到较好的正弦波形，满足人们的使用要求，具有现实意义的可行性和商业价值。

本文的特色：在逆变电源中加入了欠过压保护电路，提高了电源运行的稳定性。

关键词：逆变电源；正弦波：SPWM；DC/AC

Abstract

In order to meet the growing demand for the use of electrical appliances in automobiles, it is necessary to convert the DC battery of the car battery into AC utility.This paper designed a car sine wave inverter power supply, the input voltage of 12V DC, the output of 220V/50Hz sine AC mains, the maximum output power of 500VA, to meet people in the car to use AC utility applications.

This design will be the overall structure of the inverter power supply is divided into two parts: the former DC/DC boost circuit and after the DC/AC inverter circuit. The pre-boost circuit adopts the push-pull circuit topology, and uses the SG3525 chip for PWM. The post-stage inverter circuit adopts the full-bridge circuit topology and uses the EG8010 chip for SPWM modulation.

The results show that the design method adopted in this paper can obtain better sine wave shape, meet people's requirements, have practical significance and commercial value.

Features: In the inverter power supply by adding over-voltage protection circuit, improve the stability of the power supply operation.

Key Words: inverter; sine wave: SPWM; DC/AC

目 录

第1章 绪论 1

1.1 研究背景及意义 1

1.2 车载逆变电源的研究现状及发展方向 1

1.3 逆变电源的拓扑结构 2

1.3.1 前级DC/DC升压拓扑结构 2

1.3.2 后级DC/AC逆变拓扑结构 3

1.3.3 逆变器的调制方式 3

第2章 系统设计方案及拓扑结构的选择 5

2.1 逆变电源的总体框图 5

2.2 系统的参数要求 5

2.3 前级DC/DC升压电路拓扑选型 6

2.4 后级DC/AC逆变电路拓扑选型 9

2.5 正弦脉宽调制技术（SPWM） 9

第3章 前级DC/DC升压电路设计 13

3.1 推挽电路简介 13

3.1.1 推挽电路的构成 13

3.1.2 推挽电路的工作过程 13

3.2 推挽拓扑的主元件参数选择 15

3.2.1 功率开关管的选择 15

3.2.2 整流二极管的选择 15

3.2.3 输入输出滤波电容的设计 16

3.3 推挽电路的控制电路设计 16

3.3.1 推挽电路的控制芯片 16

3.3.2 SG3525的外围元件参数设计 18

3.4 输入电压过压和欠压保护电路 19

3.5反馈电路的设计 20

3.5.1 反馈控制环的种类及其特点 20

3.5.2 反馈控制电路主要元件 21

3.5.3 反馈回路元器件参数设计 22

3.6 前级DC/DC升压电路仿真 23

第4章 后级DC/AC逆变电路设计 26

4.1 后级逆变系统拓扑及其工作原理 26

4.2 DC/AC逆变电路的元件参数计算 26

4.2.1 功率开关管参数的确定 26

4.2.2 LC滤波电路的设计 27

4.3 SPWM驱动电路 29

4.3.1 SPWM控制芯片 29

4.3.2 EG8010的外围电路 30

4.4 后级DC/AC逆变电路仿真 32

第5章 结论 34

参考文献 35

附录 36

致谢 39

1. 绪论

1.1 研究背景及意义

随着科学技术的发展，越来越多的电子设备呈现出移动化的趋势，作为重要交通工具的汽车自然而然成为了人们的一个移动工作站，人们希望在汽车内部进行通讯办公、娱乐游戏等活动，许多车主都想把自己的爱车变成第二个家，在车上使用DVD、音响系统、手机、电脑等电子产品。而车辆自带的12V直流电源不能满足绝大多数用电器对220V/50Hz的市电要求，因此车载逆变电源应运而生了。车载逆变器可以轻松地将蓄电池的低压直流电转换为满足人们要求高压交流电。

汽车在国外尤其是美国使用历史较长，得到了广泛普及，车载逆变电源在国外发展的较为长足。一般情况下，可以将车载逆变器与点烟器直接相连，便可供功率较低的用电器使用；但当输出功率较大时，便需要将逆变器连接在蓄电池上。这种做法诚然会给广大司机带来巨大方便。改革开放以来，中国近几十年经济飞速发展，老百姓的日子越来越好，有了一定的积蓄，对生活质量有了更高的追求，特别是近几年汽车走进千家万户，车载逆变电源市场广阔，研究车载逆变器的设计具有极大的现实意义。除此之外，车载逆变器还有其他功能，比如将车载逆变器和太阳能电池板及蓄电池相配合，即可构成一个相对独立的光伏微电网系统。在日光充足的情况下，硅电池板和逆变器连接，提供市电供照明、娱乐使用。

科技的发展对交流电的质量提出了更高的要求，低质量的交流电已经不能满足各行各业对高质量交流电的要求，高质量的交流电源的研制越来越紧迫。人们根据自己的实际需要，如输出功率、电压幅值、电源频率、谐波畸变率等标准从而设计出满足指标的电源，它的应用十分广泛，有极大的发展潜力。