修正波車載逆變器輸出電壓的穩(wěn)壓控制電路及控制方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及車載逆變器領(lǐng)域，更具體地說，涉及一種修正波車載逆變器輸出電壓 的穩(wěn)壓控制電路及控制方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 車載逆變器將車內(nèi)的12V或24V的直流電通過逆變轉(zhuǎn)換成220V/50化或 110V/60化的交流電，從而方便用戶在車內(nèi)使用需要交流供電的電器設(shè)備，根據(jù)輸出波形可 分為修正波和正弦波，修正波車載逆變器輸出的是方波波形的交流電，正弦波逆變器輸出 的是正弦波形的交流電，修正波車載逆變器具有體積小，效率高和成本低等特點，因而被廣 泛使用。
[0003] 圖1為修正波車載逆變器的模塊方框圖，包括依次電氣連接的直流濾波電路101、 DC/DC升壓電路102、DC/AC逆變電路103、電磁干擾濾波電路104W及升壓控制電路105和 逆變控制電路106,直流濾波電路101用于對輸入的直流電壓進行濾波，DC/DC升壓電路102 用于將經(jīng)直流濾波電路101濾波之后的直流電壓升壓為高壓直流電壓，DC/AC逆變電路103 用于將高壓直流電壓轉(zhuǎn)換成方波波形的交流電壓，電磁干擾濾波電路104用于對DC/AC逆 變電路103輸出的交流電壓進行電磁干擾濾波，升壓控制電路105用于輸出PWM脈沖信號 W控制DC/DC升壓電路，逆變控制電路106用于輸出PWM脈沖信號W控制DC/AC逆變電路。
[0004]圖2為修正波車載逆變器輸出的修正波電壓波形，輸出電壓有效值等于修正波幅 值乘W占空比的平方根，公式為：
[0005] U化二Um乂巧;
[0006]式中：
[0007]叫。為修正波車載逆變器輸出電壓，一般如無特別說明，交流電壓值指其有效值；
[000引 Um為修正波幅值，如果忽略所述DC/AC逆變電路中開關(guān)器件的壓降，Um等于DC/AC 逆變電路的高壓直流電壓UhY，隨直流輸入電壓叫。正相關(guān)線性變化，是直流輸入電壓Ud。經(jīng) 過DC/DC升壓電路后的輸出電壓，對于升壓倍數(shù)為N的DC/DC升壓電路，UhY=NXUd。。
[000引 D為修正波占空比，D=V(T/。；
[0010] 式中，T為修正波周期，Ti為修正波正頻寬；
[0011] 由上述公式可知，修正波車載逆變器的交流輸出電壓的大小是由逆變前的直流電 壓大小即高壓直流電壓和逆變后的修正波占空比來決定的，當直流電壓不變，占空比增大 時，交流輸出電壓隨之增大；當占空比不變，直流電壓增大時，交流輸出電壓也隨之增大。
[0012] 由于車載逆變器的直流輸入電壓即電池電壓不是固定的，電壓會在一定范圍內(nèi)波 動，一般電壓范圍在10V~16V，如果占空比不變或調(diào)節(jié)不當，逆變器輸出的交流電壓也會 出現(xiàn)波動。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0013] 本發(fā)明要解決的技術(shù)問題在于，為了保持修正波車載逆變器的交流輸出電壓穩(wěn) 定，避免波動，提供一種修正波車載逆變器的穩(wěn)壓控制電路及方法。
[0014] 本發(fā)明解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是；構(gòu)造一種修正波車載逆變器輸出電 壓的穩(wěn)壓控制電路，包括信號運算電路、脈寬調(diào)節(jié)電路；所述信號運算電路與修正波車載逆 變器中的DC/AC逆變電路的高壓直流端連接，用于檢測從所述高壓直流端接收的高壓直流 電壓信號并進行運算后輸出隨修正波車載逆變器的直流輸入電壓負相關(guān)變化的脈寬控制 信號；所述脈寬調(diào)節(jié)電路與所述信號運算電路電氣連接，用于根據(jù)所述脈寬控制信號輸出 占空比隨所述脈寬控制信號正相關(guān)變化的PWM脈沖信號W控制所述DC/AC逆變電路。
[0015] 在上述修正波車載逆變器輸出電壓的穩(wěn)壓控制電路中，所述信號運算電路包括第 一電阻和第二電阻、第H電阻、第四電阻W及運算放大器，其中，所述第一電阻的一端與所 述DC/AC逆變電路的高壓直流端連接，所述第一電阻的另一端通過所述第二電阻接地，所 述第H電阻的一端連接所述第一電阻和所述第二電阻的連接點，所述第H電阻的另一端與 所述運算放大器的反相輸入端連接，同時還通過所述第四電阻連接到所述運算放大器的輸 出端。
[0016] 在上述修正波車載逆變器輸出電壓的穩(wěn)壓控制電路中，所述信號運算電路還包括 第五電阻和第六電阻，所述第五電阻的一端連接參考電壓端，所述第五電阻的另一端通過 所述第六電阻接地，所述運算放大器的同相輸入端連接到所述第五電阻和所述第六電阻之 間。
[0017] 在上述修正波車載逆變器輸出電壓的穩(wěn)壓控制電路中，所述脈寬調(diào)節(jié)電路包括用 于產(chǎn)生銀齒波信號的銀齒波發(fā)生器W及用于將所述信號運算電路輸出的脈寬控制信號與 所述銀齒波進行比較，并輸出PWM脈沖信號的電壓比較器。
[0018] 還提供一種修正波車載逆變器輸出電壓的穩(wěn)壓控制方法，提供一種修正波車載逆 變器輸出電壓的穩(wěn)壓控制電路，所述穩(wěn)壓控制電路包括信號運算電路W及脈寬調(diào)節(jié)電路， 所述脈寬調(diào)節(jié)電路包括銀齒波發(fā)生器W及電壓比較器，所述方法包括：
[0019] S1、建立由所述信號運算電路輸出的脈寬控制信號與DC/AC逆變電路的高壓直流 端接收的電壓信號的傳遞函數(shù)：
[0020] Uc=化'XUJ/UJ ;
[002。 其中，U。為所述信號運算電路輸出的脈寬控制信號；UhY為DC/AC逆變電路的高壓 直流端接收的電壓信號；化為修正波車載逆變器輸出要求的額定電壓；U"為由所述銀齒波 發(fā)生器產(chǎn)生的銀齒波信號的電壓幅值；
[0022] S2、根據(jù)步驟S1中的傳遞函數(shù)Ut=f扣J對應(yīng)的Ut-UhY特性曲線，并將所述Ut-UhY 特性曲線由非線性變化的曲線擬合為線性變化的直線：
[0023] Uc=f扣J=KXUhv+Us ;
[0024] 式中，K為所述直線斜率，U,為所述直線截距；
[00巧]S3、用運算放大電路加法器設(shè)計所述信號運算電路，使所述信號運算電路輸出的 脈寬控制信號的電壓值等于步驟S2中計算出的脈寬控制信號U。的電壓值；
[0026] S4、所述脈寬控制信號U。與所述脈寬調(diào)節(jié)電路中銀齒波發(fā)生器產(chǎn)生的銀齒波信號 通過所述脈寬調(diào)節(jié)電路中電壓比較器進行比較后輸出PWM脈沖信號，PWM脈沖信號的占空 比為；D=uyu"。
[0027] 在上述修正波車載逆變器輸出電壓的穩(wěn)壓控制方法中，所述PWM脈沖信號的占空 比等于所述修正波車載逆變器輸出的修正波占空比。
[0028] 實施本發(fā)明的修正波車載逆變器輸出電壓的穩(wěn)壓控制電路及方法，具有W下有益 效果：根據(jù)直流輸入電壓通過傳遞函數(shù)實時計算修正波車載逆變器輸出電壓占空比的目標 值，進而通過信號運算電路W及脈寬控制電路調(diào)整PWM脈沖信號占空比為所述目標值，使 逆變器輸出電壓符合額定電壓，當直流輸入電壓變化時，交流輸出電壓不僅穩(wěn)定，并且調(diào)整 特性好、響應(yīng)速度快。
【附圖說明】
[0029] 下面將結(jié)合附圖及實施例對本發(fā)明作進一步說明，附圖中：
[0030] 圖1是修正波車載逆變器的模塊方框圖；
[0031]圖2是修正波車載逆變器的輸出電壓波形；
[0032] 圖3是本發(fā)明提供的一種修正波車載逆變器輸出電壓的穩(wěn)壓控制電路的模塊方 框圖；
[0033] 圖4是本發(fā)明提供的一種修正波車載逆變器輸出電壓的穩(wěn)壓控制電路的部分電 路原理圖；
[0034] 圖5是圖3中信號運算電路和脈寬調(diào)節(jié)電路的部分結(jié)構(gòu)示意圖；
[00巧]圖6是圖5中的運算放大器和脈寬調(diào)節(jié)電路集成后的電路原理圖；
[0036] 圖7是采用曲線擬合方法計算PWM脈沖信號占空比的示意圖；
[0037] 圖8是本發(fā)明提供的修正波車載逆變器的交流輸出電壓-直流輸入電壓特性曲線 示意圖。
【具體實施方式】
[0038] 為了對本發(fā)明的技術(shù)特征、目的和效果有更加清楚的理解，現(xiàn)對照附圖詳細說明 本發(fā)明的【具體實施方式】。
[0039]圖3是本發(fā)明提供的一種修正波車載逆變器輸出電壓的穩(wěn)壓控制電路的模塊方 框圖，該穩(wěn)壓控制電路107包括信號運算電路10、脈寬調(diào)節(jié)電路20。其中，信號運算電路10 與修正波車載逆變器中的DC/AC逆變電路的高壓直流端連接，用于檢測從修正波車載逆變 器中的DC/DC升壓電路接收的高壓直流電壓信號，并進行運算處理后輸出脈寬控制信號， 該脈寬控制信號隨修正波車載逆變器的輸入直流電壓增大而減小，隨輸入直流電壓減小而 增大；脈寬調(diào)節(jié)電路20與信號運算電路10電氣連接，用于根據(jù)脈寬控制信號輸出PWM脈沖 信號，該PWM脈沖信號的占空比隨脈寬控制信號增大而增大，減小而減小。DC/AC逆變電路 103的輸入端即圖1中的DC/DC升壓電路102的輸出端，信號運算電路10連接DC/DC升壓 電路102與DC/AC逆變電路103的連接點，脈寬調(diào)節(jié)電路20的輸出端連接到驅(qū)動電路30的 輸入端，驅(qū)動電路30的輸出端與修正波車載逆變器中的DC/AC逆變電路103電氣連接，其 中，穩(wěn)壓控制電路107與驅(qū)動電路30組成修正波車載逆變器中的逆變控制電路108。DC/AC 逆變電路103與電磁干擾濾波電路104串聯(lián)連接。通過信號運算電路10W及脈寬調(diào)節(jié)電 路20可W在直流輸入電壓變化時，使得修正波車載逆變器的交流輸出電壓仍能保持穩(wěn)定。
[0040] 圖4為本發(fā)明提供的一種修正波車載逆變器輸出電壓的穩(wěn)壓控制電路的部分電 路原理圖。其中，信號運算電路10包括電阻R1至電阻R6W及運算放大器IC1，電阻R1的 一端與高壓直流電壓UhY連接，電阻R1的另一端通過電阻R2接地，電阻R3的一端連接電 阻R1和電阻R2的連接點，電阻R3的另一端與運算放大器IC1的反相輸入端連接，