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机电技术2017年8月
张志川曾思通
(福建船政交通职业学院机械工程系，福建福州350007)
摘要：介绍的小功率车载逆变电源，主要包含DC /DC 变换、DC /AC 逆变，运用移相控制，利用STC 12C 5620AD 单片机 输出两路互补SPWM 脉冲的特点，结合部分保护电路，实现提供稳定车载AC 220V 电压。该设计成本较低、结构优化，效 率得到提高。 关键词：逆变电源;DC /DC 变换;DC /AC 逆变；移相控制中图分类号:TM 464文献标识码:A
文章编号:1672-4801 (2017)04-046-02
夯实系数D 01:10.19508/j ki .l 672-4801.2017.04.014
碳化硅纳米线目前市面上的智能数码产品，如笔记本电 脑、智能手机等需要的电源为交流220 V ，而汽车 蓄电池电压
是直流12 V ，车载逆变器能够实现 DC 12V 转换为AC 220V ，供给普通车载电器使用； 同时普通车载电源对交流电压波形要求不高，方 波即可。本文提出以SPWM 为核心的设计方案， 利用STC 12C 5620AD 单片机输出SPWM 移相控制 信号，抗干扰能力强，输出波形较好修正正弦波 交流电压，较普通方波输出，提升了稳定性，性价 比高。
1整体方案设计
逆变电源整体原理方案设计如图1所示，即 第一级采用DC /D C 变换，通过脉宽调制芯片 TL 494和变压器先把DC 12V 变换成DC 320V ；第二 级采用DC /AC 逆换，通过对DC /AC 全桥逆变电路 中各个桥臂MOS 管通断的控制，把DC 320V 逆变 为AC 320V ，结合相应保护电路，如过流、过压等， 输出具有较好修正正弦波型的交流220 V 电压供 负载使用。
*图1 M 电源整体框图
2 D C /D C 变换及T L 494控制电路
DC /DC 变换及TL 494驱动电路如图2所示。 DC /DC 变换电路的驱动电路主要是利用TL 494芯 片实现PWM 控制，其工作原理是一个固定频率的 脉冲宽度调制电路，包括内置的线性锯齿波振荡 器，外部的电阻、电容可设置调节其振荡频率[1]〇
TL 494引脚9、10分别是两个内置晶体管的发 射极，引脚9连接到Q 1基极，引脚10连接到Q 2基 极。三极管Q 1、Q 2的基极因为TL 494两个内置晶 体管而交替导通，MOS 管Q 3和Q 4也交替导通。 设置变压器T 1 一
、
氧化锡
二次绕组比为1:27，脉冲电压
12 V 可变换为320 V ，结合相应整流滤波，实现 320 V 直流电压输出。
二极管D 3-D 6以及滤波电容C 4组成该设计 的整流滤波电路,4只整流二极管D 3-D 6接成桥 式整流电路。C 3过滤输人电压的交流成分，干扰 被大幅度降低。部分元器件选型如图2所示。
*福建省中青年教师科技基金项目(JA 15662)
作者简介：张志川（1989-)，男，助理实验师，研究方向：电子电气。
曾思通(1985—)，男，讲师，
研究方向：电子电气。
第4期张志川等：一种小功率车载逆变电源的设计
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3 D C /A C 逆变及S T C 12C 5620A D 单片机驱
动电路
3.1 DC/AC 逆变电路(见图3)
图3 DC/AC 逆变原理图
眼镜显示器
该逆变电路为全桥电路。由4个MOS 管Q 5- Q8组成2个两两对称的桥路，它们同时导通或同 时截止，通过改变开关管的触发角大小，从而改变 C 5两端的电压大小，实现C 5两端电压0 V —320 V 的调节，这里C 5两端调至220 V ，
续流二极管D 7-
D 10用来消除因滤波电路中的电流滞后与电压超 前而造成对开关管的损害。
当两只对角的MOS 管导通时，电压通过导通 的MOS 管以及整流滤波后向负载传输交流功 率。通过调节Q 5-Q 8的通断顺序、通断时间，在输 出端f /。得到修正正弦波。
3.2 STC 12C 5620AD 单片机驱动电路
DC/AC 逆变电路部分的驱动电路是以ST - C 12C 5620AD 单片机为核心。STC 12C 5620AD 系列 单片机具备运行速度快、抗干扰能力强、消耗功率 低等优点，而且指令代码可以兼容传统的8051单 片机；与传统8051单片机相比较,STC 12C 5620AD 单片机速度要快得多；内部集成MAX 810专用复 位电路、4路PWM 电路、8路高速的10位A/D 转换
电路121。为优化电路结构，本设计采用内部集成有 4路PWM 控制电路的STC 12C 5620AD 单片机来实 现单极性SPWM 波形的输出，利用4个模块中的 两个模块来产生高频载波、另外两个模块来装载
脉宽数值，对应输出两路互补的SPWM 信号，经驱 动供给逆变桥使用[3]。实践证明本设计抗干扰能 力强、结构简单、运行速度快。
实时监控系统
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实验结果及结论
利用proteus 仿真软件对设计电路进行了一些
仿真，仿真结果分析如下：
图4
负载两端»
1) 负载两端电压。从图4可看出负载两端电 压大小约为220 V 。石灰投加
2)
仿真波形。图4是经过LC 工频滤波电路
处理后的逆变输出仿真波形，从该图可以看出逆 变输出的电压为正弦波，但还有些毛疵，总体上可 以达到修正正弦波要求。
通过仿真结果与实物测试比较，发现误差很 小，基本可以忽略。本逆变电源设计可以得到稳 定、抗干扰能力强且结构简单的220 V 交流车载 电源。
参考文献：
[1] 汤健斌，修吉平.连续可调高压开关电源的设计[J ].自动化技术与运用，2007(3): 111-113.[2] STC 12C 5620AD 系列单片机用户手册[Z ].宏晶科技，2012.
[3] 王永强，卢旭锦.一种车载逆变器的SPWM 电路设计[J ].南方职业教育学刊，
2013(3):89-92.
