基于SG3525控制的车载逆变电源设计与实现

引言

随着电子信息产业高速发展，逆变电源被广泛应用于很多领域，一个可靠、优质的逆变电源可以保证系统可靠安全运行，所以，逆变电源是一个重要的研究领域。方波逆变是一种较简单的变换方式，它适用于各种整流负载，不仅技术要求低，而且设计电路比较简单。本文依据方波逆变电源的基本原理，模块化设计了逆变电源的实现电路，包括基于SG3525控制的高频PWM主电路、全桥逆变电路、必要的保护电路和相关驱动电路，并给出实验结果及分析。

1、原理与设计

1.1、逆变电源基本原理

逆变电源采用典型的两级变换：第1级是DC/DC升压变换器，第2级是DC/AC逆变器。DC/DC升压变换由SG3525芯片产生的PWM波将12V直流逆变为高频方波，经高频变压器升压后，变压器副边可获得峰值为155V的高频方波，再经过全波整流获得一个稳定的310V直流电压；DC/AC变换以方波逆变方式，将稳定的直流电压逆变成310V的工频方波电压，该电压有效值约为220V，频率为50Hz，可驱动负载［1］。为保证系统正常运行，需设计反馈电路对系统加以保护并提示其工作状态。保护电路采集高压侧直流电压信号、输出电流信号及蓄电池电压信号，通过比较器电路输入到SG3525控制器，以实现电压调节、过流保护、过热保护、过压保护和欠压保护等功能。

逆变电源系统框图如图1所示。

图1  方波逆变器的结构框图

1.2、硬件电路设计

1.2.1、DC/DC升压变换电路

该逆变电源是输出功率为100W，输入为12V的蓄电池。DC/DC变换采用推挽式电路，推挽电路一般用在输入电压较低的中小功率场合。高频变压器原边中心抽头处接12V蓄电池，原边线圈两端分别接入两组并联的开关管，并联可增大输入电流，以避免由于接入负载后变压器原边电流过大而造成的损坏。SG3525搭建的外围电路输出高频PWM信号，控制两组开关管的交替工作，即Q1Q2和Q3Q4，变压器的副边输出高频方波。并联的开关管可增大输出功率，使输入电路具有更大的耐流值。设计选取NTP60N06型号的开关管，其耐压值为60V，耐流值为60A。推挽式结构能减小变压器体积，降低逆变电源成本。副边绕组输出接成全波整流的形式，升压整流获得310V直流电压。主电路如图2所示。

图2  DC/DC结构变换图