基于LM25037的车载便携式SPWM逆变器设计

DC/AC电路设计

逆变电路采用ATMEL公司8位AVRmega16单片机控制。该单片机具有2个分别独立可预分频的8位定时/计数器；1个具有比较、捕获的16位定时/计数器；4路PWM通道；8路10位ADC等功能。

单片机控制及逆变器驱动电路如图7所示。为了减小开关损耗，逆变器采用单极性倍频的调制方式，将内部16位定时器T1当成2个8位使用，分别与2个相位差180°的正弦波比较即可得到需要的按正弦规律变化的PWM信号。基准正弦信号通过查表得到，当点烟器输出电压较低时，直流母线电压可能达不到360 V，因此采用前馈控制，根据不同的母线电压值判断查不同的正弦表，以保证输出正弦波有效值在设定的范围内。T1a和T1b工作在移相PWM模式，输出脚OCR1A和OCR1B作为逆变器的控制信号。为了防止开关管直通，开关管上下桥臂之间需要加入死区，采用驱动芯片IR2103可以方便地实现信号的取反、加入510 ns对称的死区以及电平的转换。


实验波形

在输入电压Vbat=12 VDC，满载时输出功率Po=500 W的电阻性负载情况下测得如下波形，其中图8为正激变换器开关管驱动及DS的电压波形。可以看出，由于箝位电容的吸收作用，推挽正激变换器关断时Vds的电压尖峰大大减小。图9为加入CDD吸收电路后整流二极管承受的反向电压波形。可以看出箝位电路有效地抑制了二极管的反向恢复，减小了电压尖峰及反向恢复损耗。图10为满载时直流母线电压及其纹波波形，满载时直流母线电压纹波峰-峰值约为4 V。图11为满载时，逆变器输出的电压、电流波形，经过分析得出，输出电压波形的谐波THD为0.97%，满载时的效率为85.7%。

本文提出的基于LM25037便携式车载逆变电源，经过实验验证具有电能利用率高、THD低、外围电路简单、工作稳定可靠等特点，在便携式电源中具有一定的应用价值。