修正波车载逆变器输出电压的稳压控制电路及控制方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及车载逆变器领域，更具体地说，涉及一种修正波车载逆变器输出电压 的稳压控制电路及控制方法。
【背景技术】
[0002] 车载逆变器将车内的12V或24V的直流电通过逆变转换成220V/50化或 110V/60化的交流电，从而方便用户在车内使用需要交流供电的电器设备，根据输出波形可 分为修正波和正弦波，修正波车载逆变器输出的是方波波形的交流电，正弦波逆变器输出 的是正弦波形的交流电，修正波车载逆变器具有体积小，效率高和成本低等特点，因而被广 泛使用。
[0003] 图1为修正波车载逆变器的模块方框图，包括依次电气连接的直流滤波电路101、 DC/DC升压电路102、DC/AC逆变电路103、电磁干扰滤波电路104W及升压控制电路105和 逆变控制电路106,直流滤波电路101用于对输入的直流电压进行滤波，DC/DC升压电路102 用于将经直流滤波电路101滤波之后的直流电压升压为高压直流电压，DC/AC逆变电路103 用于将高压直流电压转换成方波波形的交流电压，电磁干扰滤波电路104用于对DC/AC逆 变电路103输出的交流电压进行电磁干扰滤波，升压控制电路105用于输出PWM脉冲信号 W控制DC/DC升压电路，逆变控制电路106用于输出PWM脉冲信号W控制DC/AC逆变电路。
[0004]图2为修正波车载逆变器输出的修正波电压波形，输出电压有效值等于修正波幅 值乘W占空比的平方根，公式为：
[0005] U化二Um乂巧;
[0006]式中：
[0007]叫。为修正波车载逆变器输出电压，一般如无特别说明，交流电压值指其有效值；
[000引 Um为修正波幅值，如果忽略所述DC/AC逆变电路中开关器件的压降，Um等于DC/AC 逆变电路的高压直流电压UhY，随直流输入电压叫。正相关线性变化，是直流输入电压Ud。经 过DC/DC升压电路后的输出电压，对于升压倍数为N的DC/DC升压电路，UhY=NXUd。。
[000引 D为修正波占空比，D=V(T/。；
[0010] 式中，T为修正波周期，Ti为修正波正频宽；
[0011] 由上述公式可知，修正波车载逆变器的交流输出电压的大小是由逆变前的直流电 压大小即高压直流电压和逆变后的修正波占空比来决定的，当直流电压不变，占空比增大 时，交流输出电压随之增大；当占空比不变，直流电压增大时，交流输出电压也随之增大。
[0012] 由于车载逆变器的直流输入电压即电池电压不是固定的，电压会在一定范围内波 动，一般电压范围在10V~16V，如果占空比不变或调节不当，逆变器输出的交流电压也会 出现波动。
【发明内容】
[0013] 本发明要解决的技术问题在于，为了保持修正波车载逆变器的交流输出电压稳 定，避免波动，提供一种修正波车载逆变器的稳压控制电路及方法。
[0014] 本发明解决其技术问题所采用的技术方案是；构造一种修正波车载逆变器输出电 压的稳压控制电路，包括信号运算电路、脉宽调节电路；所述信号运算电路与修正波车载逆 变器中的DC/AC逆变电路的高压直流端连接，用于检测从所述高压直流端接收的高压直流 电压信号并进行运算后输出随修正波车载逆变器的直流输入电压负相关变化的脉宽控制 信号；所述脉宽调节电路与所述信号运算电路电气连接，用于根据所述脉宽控制信号输出 占空比随所述脉宽控制信号正相关变化的PWM脉冲信号W控制所述DC/AC逆变电路。
[0015] 在上述修正波车载逆变器输出电压的稳压控制电路中，所述信号运算电路包括第 一电阻和第二电阻、第H电阻、第四电阻W及运算放大器，其中，所述第一电阻的一端与所 述DC/AC逆变电路的高压直流端连接，所述第一电阻的另一端通过所述第二电阻接地，所 述第H电阻的一端连接所述第一电阻和所述第二电阻的连接点，所述第H电阻的另一端与 所述运算放大器的反相输入端连接，同时还通过所述第四电阻连接到所述运算放大器的输 出端。
[0016] 在上述修正波车载逆变器输出电压的稳压控制电路中，所述信号运算电路还包括 第五电阻和第六电阻，所述第五电阻的一端连接参考电压端，所述第五电阻的另一端通过 所述第六电阻接地，所述运算放大器的同相输入端连接到所述第五电阻和所述第六电阻之 间。
[0017] 在上述修正波车载逆变器输出电压的稳压控制电路中，所述脉宽调节电路包括用 于产生银齿波信号的银齿波发生器W及用于将所述信号运算电路输出的脉宽控制信号与 所述银齿波进行比较，并输出PWM脉冲信号的电压比较器。
[0018] 还提供一种修正波车载逆变器输出电压的稳压控制方法，提供一种修正波车载逆 变器输出电压的稳压控制电路，所述稳压控制电路包括信号运算电路W及脉宽调节电路， 所述脉宽调节电路包括银齿波发生器W及电压比较器，所述方法包括：
[0019] S1、建立由所述信号运算电路输出的脉宽控制信号与DC/AC逆变电路的高压直流 端接收的电压信号的传递函数：
[0020] Uc=化'XUJ/UJ ;
[002。 其中，U。为所述信号运算电路输出的脉宽控制信号；UhY为DC/AC逆变电路的高压 直流端接收的电压信号；化为修正波车载逆变器输出要求的额定电压；U"为由所述银齿波 发生器产生的银齿波信号的电压幅值；
[0022] S2、根据步骤S1中的传递函数Ut=f扣J对应的Ut-UhY特性曲线，并将所述Ut-UhY 特性曲线由非线性变化的曲线拟合为线性变化的直线：
[0023] Uc=f扣J=KXUhv+Us ;
[0024] 式中，K为所述直线斜率，U,为所述直线截距；
[00巧]S3、用运算放大电路加法器设计所述信号运算电路，使所述信号运算电路输出的 脉宽控制信号的电压值等于步骤S2中计算出的脉宽控制信号U。的电压值；
[0026] S4、所述脉宽控制信号U。与所述脉宽调节电路中银齿波发生器产生的银齿波信号 通过所述脉宽调节电路中电压比较器进行比较后输出PWM脉冲信号，PWM脉冲信号的占空 比为；D=uyu"。
[0027] 在上述修正波车载逆变器输出电压的稳压控制方法中，所述PWM脉冲信号的占空 比等于所述修正波车载逆变器输出的修正波占空比。
[0028] 实施本发明的修正波车载逆变器输出电压的稳压控制电路及方法，具有W下有益 效果：根据直流输入电压通过传递函数实时计算修正波车载逆变器输出电压占空比的目标 值，进而通过信号运算电路W及脉宽控制电路调整PWM脉冲信号占空比为所述目标值，使 逆变器输出电压符合额定电压，当直流输入电压变化时，交流输出电压不仅稳定，并且调整 特性好、响应速度快。
【附图说明】
[0029] 下面将结合附图及实施例对本发明作进一步说明，附图中：
[0030] 图1是修正波车载逆变器的模块方框图；
[0031]图2是修正波车载逆变器的输出电压波形；
[0032] 图3是本发明提供的一种修正波车载逆变器输出电压的稳压控制电路的模块方 框图；
[0033] 图4是本发明提供的一种修正波车载逆变器输出电压的稳压控制电路的部分电 路原理图；
[0034] 图5是图3中信号运算电路和脉宽调节电路的部分结构示意图；
[00巧]图6是图5中的运算放大器和脉宽调节电路集成后的电路原理图；
[0036] 图7是采用曲线拟合方法计算PWM脉冲信号占空比的示意图；
[0037] 图8是本发明提供的修正波车载逆变器的交流输出电压-直流输入电压特性曲线 示意图。
【具体实施方式】
[0038] 为了对本发明的技术特征、目的和效果有更加清楚的理解，现对照附图详细说明 本发明的【具体实施方式】。
[0039]图3是本发明提供的一种修正波车载逆变器输出电压的稳压控制电路的模块方 框图，该稳压控制电路107包括信号运算电路10、脉宽调节电路20。其中，信号运算电路10 与修正波车载逆变器中的DC/AC逆变电路的高压直流端连接，用于检测从修正波车载逆变 器中的DC/DC升压电路接收的高压直流电压信号，并进行运算处理后输出脉宽控制信号， 该脉宽控制信号随修正波车载逆变器的输入直流电压增大而减小，随输入直流电压减小而 增大；脉宽调节电路20与信号运算电路10电气连接，用于根据脉宽控制信号输出PWM脉冲 信号，该PWM脉冲信号的占空比随脉宽控制信号增大而增大，减小而减小。DC/AC逆变电路 103的输入端即图1中的DC/DC升压电路102的输出端，信号运算电路10连接DC/DC升压 电路102与DC/AC逆变电路103的连接点，脉宽调节电路20的输出端连接到驱动电路30的 输入端，驱动电路30的输出端与修正波车载逆变器中的DC/AC逆变电路103电气连接，其 中，稳压控制电路107与驱动电路30组成修正波车载逆变器中的逆变控制电路108。DC/AC 逆变电路103与电磁干扰滤波电路104串联连接。通过信号运算电路10W及脉宽调节电 路20可W在直流输入电压变化时，使得修正波车载逆变器的交流输出电压仍能保持稳定。
[0040] 图4为本发明提供的一种修正波车载逆变器输出电压的稳压控制电路的部分电 路原理图。其中，信号运算电路10包括电阻R1至电阻R6W及运算放大器IC1，电阻R1的 一端与高压直流电压UhY连接，电阻R1的另一端通过电阻R2接地，电阻R3的一端连接电 阻R1和电阻R2的连接点，电阻R3的另一端与运算放大器IC1的反相输入端连接，