车载逆变器的EMI滤波器设计
摘要
车载逆变器的EMI滤波器就是一种能把汽车上12V直流电转化为220V/50Hz交流电的电子装置,是常用的车用电子用品。在日常生活中逆变器的应用也很广泛,比如笔记本电脑、录像机和一些电动工具等。
本文重点对车载逆变器的EMI滤波器进行研究。将逆变器分为滤波电路，控制系统和滤波电路三个主要部分。
逆变桥采用三相全桥滤波电路，为了简化整个逆变主电路的设计，滤波电路采用了将IGBT单元；驱动电路；保护电路等结合在一起的IPM。控制系统由控制调节器，矫正环节和时间比例控制及脉冲形成环节构成。
本设计具有灵活方便、适用范围广的特点，基本能够满足实践需求。而且本设计采用高频逆变方式，具有噪声降低、反应速度提高以及电路调整灵活的优点。设计符合逆变电源小型化、轻量化、高频化以及高可靠性、低噪声的发展趋势。
关键词 ：车载逆变器的EMI滤波器 脉冲调宽 保护电路 正弦波 SG3525A
前言
滤波电路较为常用的是SPWM控制方式。这种方式较容易用模拟电路实现，但脉冲稳定性和抗干扰能力差。市售的用于三相逆变电源的数字控制集成芯片，如HEF4752等，又存在运算速度受处理器的字长因素影响、价格昂贵等问题。本文介绍了一种用高频开关电源代替变压器升压和隔离的三相逆变电源系统，提出了一种新型实用的预置相位PWM数字控制方案，其基本思想是将SPWM对应于开关管的脉宽通过仿真预先计算出来，转换为十六进制数后存储于EPROM内。经地址扫描、锁存后，将预置于EPROM内的数值转换成对应的触发脉冲，以驱动逆变器主电路开关管。逆变控制电路仅采用一片EPROM及几片集成芯片构成，整个控制器硬件结构简单，降低了成本。
1 现代逆变技术的概念
1.1 现代逆变技术的概念
随着各行各业对控制技术的发展和对操作性能要求的提高，许多行业的用电设备都不是直接使用通用的交流电网提供的交流电作为电能源，而是通过各种形式对其进行变换，从而得到各自所需的电能形式，滤波电路是其中的主要组成部分。
现代逆变技术是建立在工业电子技术、半导体器件技术、现代控制技术、现代电力电子技术、半导体交流技术、脉宽调制技术（PWM）、磁性材料等学科的基础上的一门实用技术。现代你变技术主要包括三部分内容：半导体功率集成器件机器应用、功率变换电路和逆变控制技术。
1.2 现代逆变技术的分类
现代逆变技术的种类很多，可以按照不同形式进行分类。其主要分类如下：
(1)按逆变器输出交流的频率: 可以分为工频逆变、中频逆变和高频逆变。工频逆变一般指50~60Hz的逆变器；中频逆变的频率一般为400H到十几kKz；高频逆变的频率则一般为十几kHz到MHz。
(2)按输出相数可分为：单相电路和三相电路。
(3)当逆变器电路输出的交流电能直接作用于负载时，称为无源逆变；凡输出电能馈向公共交流电网时，则称有源逆变。
(4)按逆变主电路的形式，可分为单端式、推挽式、半桥式和全桥式逆变。
(5)按功率器件可分为：半控型器件组成的电路和全控型器件组成的电路。
(6)按输出稳定的参量：可分为电压源和电流源两类。
(7)按输出电压或电流的波形：可分为正弦输出逆变和非正弦输出逆变。
(8)按控制方式，可分为调频式（PFM）逆变和调脉宽式（PWM）逆变。
(9)按开关电路的工作方式，可分为谐振式逆变、定频硬开关式逆变和定频软开关式逆变。
目录
摘要 I
Abstract II
目录 III
前言 5
1 现代逆变技术的概念 6
1.1 现代逆变技术的概念 6
1.2 现代逆变技术的分类 6
1.3. 现代逆变系统基本结构 7
1.3.1 输入电路 7
1.3.2 输出电路 7
1.3.3 控制电路 7
1.3.4 辅助电路和保护电路 8
1.3.5 逆变主电路 8
1.4 滤波电路的优势 8
2 设计总体目标 9
2.1 设计要求及系统指标 9
2.2 总体方案的选取 9
3 整体电路设计 11
3.1 逆变电源整体框图 11
3.1.1总电路图 11
3.2 脉宽调制技术及其原理 12
3.2.1 PWM控制的基本原理 12
3.2.2 PWM滤波电路 13
3.3 正弦波脉宽调制技术的实现方法 14
3.3.1 技术原理 14
3.3.2 自然采样法 16
4 逆变电源元器件特性及各部分电路设计 19
4.1 正弦波脉宽调制技术的实现方法 19
4.1.1 场效应管 19
4.1.2 稳压管 19
4.1.3 与门 20
4.1.4 变压器 21
4.1.5 电流互感器 21
4.2 单相半桥电压型滤波电路原理及其工作波形 22
4.3 各变换电路设计 22
4.3.1 DC/DC变换电路 22
4.3.2 DC/AC变换电路 24
4.4 保护电路 26
4.4.1 电源输入过压保护电路 26
4.4.2 输入欠压保护电路 26
4.4.3 过热保护电路 27
4.4.4 输出过压保护电路 28
4.4.5 输出过流保护电路 29
5单元电路测试分析及结果 31
5.1电路测试 31
5.1.1 555多谐振荡器测试 31
5.1.2D触发器测试 31
5.1.3 示波器的测试 32
5.2 测量结果 33
5.2.1 输出电压测量结果 33
5.2.2 输出电流测量结果 34
5.2.3 输出频率测量结果 34
总结 36
致谢 37
参考文献 38
参考文献
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