CN203788156U - 车载逆变器 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种车载逆变器，包括：升压模块，将直流电升压为高压直流电，包含：滤波支撑电容、推挽升压电路单元，双桥逆变模块，将高压直流电转化为单相交流电，包含：母线电容、双桥逆变单元、低通滤波单元，直流侧电压采集模块，实时采集由推挽升压电路单元输出的直流侧输出电压，交流侧电压采集模块，实时采集由低通滤波单元输出的交流侧输出电压，直流侧输入控制模块，与直流侧电压采集模块相连接，以及交流侧输入控制模块，与交流侧电压采集模块相连接，其中，推挽升压电路单元包含：对直流电进行升压的变压部、整流部。本实用新型的车载逆变器实现将直流电转化为较大功率的单相交流电。

Description

车载逆变器

技术领域

本实用新型涉及一种电源转换器，具体涉及一种能够将直流电转化为交流电的车载逆变器。

背景技术

随着经济水平的提高，汽车正逐渐成为人们日常生活中的主要交通工具，车载逆变器作为常备汽车用品，是一种在移动过程中使用的电源转换器，能够将DC12V直流电转换为和市电相同的AC220V交流电，它利用车上的电瓶作为电源，能够将直流电转化为交流电，方便人们外出工作或旅游时使用一些电器的需要。但是，市面上现有的车载逆变器的输出功率通常在30W至40W，最高为100W左右，难以满足较例如500W的较大功率电器的电力需求。

因此，一种能够将由汽车电瓶中输出的直流电转化为较大功率交流电的车载逆变器是十分必要的。

实用新型内容

本实用新型是为了解决上述问题而进行的，目的在于提供一种能够将由电瓶中输出的直流电转化为较大功率的交流电的车载逆变器。

本实用新型提供了一种能够将由电瓶中输出的直流电转化为提供给负载的单相交流电的车载逆变器，具有这样的特征，包括：升压模块，将直流电升压为高压直流电，包含：与电瓶相并联的滤波支撑电容、及与滤波支撑电容相连接的推挽升压电路单元，双桥逆变模块，连接在升压模块和负载之间，将高压直流电转化为单相交流电，包含：与推挽升压电路单元相并联的母线电容、与母线电容相并联的双桥逆变单元、及与双桥逆变单元相连接的低通滤波单元，直流侧电压采集模块，用于实时采集由推挽升压电路单元输出的直流侧输出电压，交流侧电压采集模块，用于实时采集由低通滤波单元输出的交流侧输出电压，直流侧输入控制模块，与直流侧电压采集模块相连接，用于输入设定直流侧输出电压阈值并控制推挽升压电路单元，以及交流侧输入控制模块，与交流侧电压采集模块相连接，用于输入设定交流侧输出电压阈值并控制双桥逆变单元，其中，推挽升压电路单元包含：对直流电进行升压的变压部、及与变压部相连接的整流部。

在本实用新型提供的车载逆变器中，还可以具有这样的特征：其中，双桥逆变单元由四个金氧半场效晶体管Mosfet组成。

在本实用新型提供的车载逆变器中，还可以具有这样的特征：其中，低通滤波单元由电感和滤波电容组成。

在本实用新型提供的车载逆变器中，还可以具有这样的特征：其中，直流侧输入控制模使用SG3525芯片。

在本实用新型提供的车载逆变器中，还可以具有这样的特征：其中，交流侧输入控制模块使用TDS2285芯片。

在本实用新型提供的车载逆变器中，还可以具有这样的特征：其中，变压部包含两个金氧半场效晶体管Mosfet。

在本实用新型提供的车载逆变器中，还可以具有这样的特征：其中，整流部由四个晶体管组成。

在本实用新型提供的车载逆变器中，还可以具有这样的特征，还包括：电瓶侧电压采集模块，与直流侧输入控制模块相连接，用于实时采集由电瓶输出的电瓶电压，直流侧输入控制模块用于输入设定电瓶电压阈值并且用于控制电瓶。

实用新型的作用和效果

根据本实用新型所涉及的车载逆变器，汽车电瓶中输出的直流电经升压模块升压为高压直流电，由于升压模块中采用推挽升压电路单元进行升压处理，伴随着推挽升压电路单元升压过程的进行，直流电的功率相应的增大，这样，升压后输出的高压直流电同时具有较大功率值，进一步地，该高压直流电经双桥逆变单元进行逆变输出单相交流电，该单相交流电同样具有较大功率值，因此，本实用新型实现了将由电瓶中输出的直流电转化为较大功率的单相交流电，解决了传统车载逆变器功率较低难以满足较大功率电器的电力需求的问题。

附图说明

图1是本实用新型的实施例中车载逆变器的电路框图；以及

图2是本实用新型的实施例中车载逆变器的电路连接示意图。

具体实施方式

为了使本实用新型实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，以下实施例结合附图对本实用新型车载逆变器作具体阐述。

图1是本实用新型的实施例中车载逆变器的电路框图。

如图1所示，在本实施例中，车载逆变器100能够将由电瓶10中输出的直流电转化为提供给负载20的单相交流电，且该单相交流电具有较大功率值，负载20可以为一般生活中的各种电器。车载逆变器100包含：升压模块110、双桥逆变模块120、直流侧电压采集模块130、交流侧电压采集模块140、电瓶侧电压采集模块150、直流侧输入控制模块160、及交流侧输入控制模块170。

图2是本实用新型的实施例中车载逆变器的电路连接示意图。

如图2所示，升压模块110的一端与电瓶10相连接，另一端与双桥逆变模块120相连接，升压模块110将由电瓶10中输出的直流电升压为高压直流电，升压模块110包含：滤波支撑电容111和推挽升压电路单元112。其中，推挽升压电路单元112包含：变压部1121和整流部1122。

滤波支撑电容111与电瓶10并联连接，对电瓶10输出的直流电进行滤波，而且，滤波支撑电容111对电瓶10还起到支撑保护作用，防止电瓶10的电压突然下降。在变压部1121中，采用变压器对滤波后的直流电进行升压处理，经变压器升压后输出为交流方波，金氧半场效晶体管（即Mosfet）S1和金氧半场效晶体管S2作为开关管控制变压器的升压过程，即、通过开关管S1和开关管S2的交替式导通与关断控制变压器进行升压。整流部1122与变压部1121相连接，对变压器输出的交流方波整流为高压直流电。整流部1122由晶体管D1、晶体管D2、晶体管D3和晶体管D4组成，其中晶体管D1和晶体管D3相串联组成第一整流桥臂，晶体管D2和晶体管D4相串联组成第二整流桥臂，第一整流桥臂与第二整流桥臂相并联，变压器上绕阻的两端分别接入第一整流桥臂和第二整流桥臂中，实现整流部1122将变压器输出的交流方波整流形成高压直流电。另外，由变压部1121和整流部1122组成的推挽升压电路单元112在升压过程中，伴随着升压过程的进行，直流电的功率也随之增加，使得经推挽升压电路单元112升压后的高压直流电具有较大功率值，从而满足较大功率电器的需求。

直流侧电压采集模块130实时采集由整流部1122输出的电压值作为直流侧输出电压，电瓶侧电压采集模块150实时由采集电瓶10输出的电压值作为电瓶电压，直流侧电压采集模块130和电瓶侧电压采集模块150分别与直流侧输入控制模块160相连接，将采集来的直流侧输出电压和电瓶电压发送给直流侧输入控制模块160。本实施例中，直流侧输入控制模块160采用SG3525芯片，该SG3525芯片能够输出PWM波形的控制信号，通过直流侧输入控制模块160输入设定直流侧输出电压阈值和电瓶电压阈值，直流侧输入控制模块160向推挽升压电路单元112输出PWM波形控制信号控制开关管S1和开关管S2的导通与关断，从而控制变压器的升压过程，本实施例中的直流侧输出电压阈值为360V。直流侧输入控制模块160根据直流侧输出电压和直流侧输出电压阈值相应的调整PWM波形的占空比，进而控制S1和S2的导通与关断随着PWM波形相应的进行切换从而控制变压器的升压过程，调节了变压器升压过程中的电压值，从而调节直流侧输出电压。另外，直流侧输入控制模块160根据电瓶电压和电瓶电压阈值来控制电瓶10，即当采集来的电瓶电压小于电瓶电压阈值时，直流侧输入控制模块160控制电瓶10停止输出直流电。

双桥逆变模块120连接在升压模块110和负载20之间，将升压模块110输出的高压直流电逆变为单相交流电，该单相交流电提供给负载20。双桥逆变模块120包含：母线电容121、双桥逆变单元122、及低通滤波单元123。

母线电容121与整流部1122相并联连接，对整流部1122输出的高压直流电进行存储并输出给双桥逆变单元122。

双桥逆变单元122与母线电容121相并联连接，对母线电容121输出的高压直流电进行逆变并输出单相交流电。如图2所示，本实施例中双桥逆变单元122由开关管T1、开关管T2、开关管T3和开关管T4组成，其中，开关管T1和开关管T3串联组成第一逆变桥臂，开关管T2和开关管T4串联形成第二逆变桥臂，第一逆变桥臂与第二逆变桥臂相并联，通过开关管T1与开关管T4或开关管T2与开关管T3的导通与关断控制双桥逆变单元122的逆变过程。本实施例中，开关管T1、开关管T2、开关管T3和开关管T4都为金氧半场效晶体管（即Mosfet）。

低通滤波单元123一端与双桥逆变单元122相连接，另一端与负载20相连接，对双桥逆变单元122输出的单相交流电进行滤波。低通滤波单元123包含：电感1231和滤波电容1232。电感1231连接到第一逆变桥臂中间，滤波电容1232与第一逆变桥臂、第二逆变桥臂相并联。

交流侧电压采集模块140实时采集由低通滤波单元123输出的电压值作为交流侧输出电压，交流侧电压采集模块140与交流侧输入控制模块170相连接，将采集来的交流侧输出电压发送给交流侧输入控制模块170。本实施例中，交流侧输入控制模块170采用TDS2285芯片，该TDS2285芯片能够输出HPWM波形的控制信号，交流侧输入控制模块170用于输入设定交流侧输出电压阈值，并向双桥逆变单元122输出HPWM波形控制信号控制开关管T1与开关管T4或开关管T2与开关管T3的导通与关断，本实施例中的交流侧输出电压阈值为220V。在HPWM波形的控制下，开关管T1、开关管T2、开关管T3和开关管T4中导通的两个开关管，其中一个以较高频率工作，另一个则以50HZ的频率工作，这样的工作模式大大减少了开关损耗。交流侧输入控制模块170根据交流侧输出电压和交流侧输出电压阈值调整HPWM波形的占空比，进而控制开关管T1与开关管T4或开关管T2与开关管T3的导通与关断随着HPWM波形相应的进行切换来控制双桥逆变单元122的逆变过程，使逆变过程中的电压值发生改变，因而，低通滤波单元123输出的电压值也发生改变，从而调节交流侧输出电压。

车载逆变器100的具体工作过程为：

电瓶10作为电源，向车载逆变器100输出直流电，首先，该直流电经滤波支撑电容111进行滤波，其次，滤波后的直流电经变压器1121进行升压并输出交流方波，然后，整流部1122对变压器1121输出的交流方波进行滤波并整流为高压直流电，母线电容121对整流部1122输出的高压直流电进行存储并输出给双桥逆变单元122，再次，高压直流电经双桥逆变单元122逆变为单相交流电，最后，经低通滤波单元123滤波后即得到为负载20提供的大功率单相交流电。

实施例的作用与效果

根据本实施例所涉及的车载逆变器，汽车电瓶中输出的直流电经升压模块升压为高压直流电，由于升压模块中采用推挽升压电路单元进行升压处理，伴随着推挽升压电路单元升压过程的进行，直流电的功率相应的增大，这样，升压后输出的高压直流电同时具有较大功率值，进一步地，该高压直流电经双桥逆变单元进行逆变输出单相交流电，该单相交流电同样具有较大功率值，因此，本实施例实现了将由电瓶中输出的直流电转化为较大功率的单相交流电，解决了传统车载逆变器功率较低难以满足较大功率电器的电力需求的问题。

在本实施例的车载逆变器中，由于具有电瓶侧电压采集模块实时采集电瓶的电压值，当采集来的电瓶电压小于设定的电瓶电压阈值时，直流侧输入控制模块控制电瓶停止输出直流电，因此，本实施例防止了电瓶因深度放电导致的损坏、老化的问题。

在本实施例的车载逆变器中，由于交流侧输入控制模块采用TDS2285芯片，该芯片能够输出HPWM波形的控制信号，在HPWM波形的控制下，导通的开关管一个以较高频率工作，另一个以50HZ的频率工作，使得这样的工作模式大大减少了开关管的损耗、谐波含量更小。

上述实施方式为本实用新型的优选案例，并不用来限制本实用新型的保护范围。

Claims (8)

1.一种能够将由电瓶中输出的直流电转化为提供给负载的单相交流电的车载逆变器，其特征在于，包括：

升压模块，将所述直流电升压为高压直流电，包含：与所述电瓶相并联的滤波支撑电容、及与所述滤波支撑电容相连接的推挽升压电路单元；

双桥逆变模块，连接在所述升压模块和所述负载之间，将所述高压直流电转化为所述单相交流电，包含：与所述推挽升压电路单元相并联的母线电容、与所述母线电容相并联的双桥逆变单元、及与所述双桥逆变单元相连接的低通滤波单元；

直流侧电压采集模块，用于实时采集由所述推挽升压电路单元输出的直流侧输出电压；

交流侧电压采集模块，用于实时采集由所述低通滤波单元输出的交流侧输出电压；

直流侧输入控制模块，与所述直流侧电压采集模块相连接，用于输入设定直流侧输出电压阈值并控制所述推挽升压电路单元；以及

交流侧输入控制模块，与所述交流侧电压采集模块相连接，用于输入设定交流侧输出电压阈值并控制所述双桥逆变单元，

其中，所述推挽升压电路单元包含：对所述直流电进行升压的变压部、及与所述变压部相连接的整流部。

2.根据权利要求1所述的车载逆变器，其特征在于：

其中，所述双桥逆变单元由四个金氧半场效晶体管Mosfet组成。

3.根据权利要求1所述的车载逆变器，其特征在于：

其中，所述低通滤波单元由电感和滤波电容组成。

4.根据权利要求1所述的车载逆变器，其特征在于：

其中，所述直流侧输入控制模块使用SG3525芯片。

5.根据权利要求1所述的车载逆变器，其特征在于：

其中，所述交流侧输入控制模块使用TDS2285芯片。

6.根据权利要求1所述的车载逆变器，其特征在于：

其中，所述变压部包含两个金氧半场效晶体管Mosfet。

7.根据权利要求1所述的车载逆变器，其特征在于：

其中，所述整流部由四个晶体管组成。

8.根据权利要求1所述的车载逆变器，其特征在于，还包括：

电瓶侧电压采集模块，与所述直流侧输入控制模块相连接，用于实时采集由所述电瓶输出的电瓶电压，

所述直流侧输入控制模块用于输入设定电瓶电压阈值并且用于控制所述电瓶。