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MOS管在车载逆变电源中的解决方案

水方
工程师
2021-03-19 18:44:18     打赏



一、车载电源
      随着社会生活水平的提高，我们对汽车的要求已经从简单的代步工具转化为了集娱乐、生活、办公等多功能的移动场所。如需完成以上生活、工作、娱乐任务，笔记本电脑等电子设备一定是不可或缺的。电子移动设备一般采用220V/50Hz的工频正弦交流电，车上12V/24V的直流电蓄电池是无法直接为我们的移动电子设备供电的，所以出现了车载电源转换器，即逆变电源。相较于市场较多的修正弦波逆变器，纯正弦波逆变器弥补了修正弦波逆变器连续性不好的缺点，具有安全性强，电源转化率高，控制方法简单的特点。

      2020年Sun Jun Min设计了一款功率为500W，输入电压为直流20V，输出电压为交流220V/50Hz的逆变电源。经实验样机测试，其效率约为88%，具有噪声小、安全可靠等特点。

【逆变电路总体结构设计框图】



二、整体电路
主要参数

DC-DC升压电路+控制电路（推挽式）：

蓄电池：VARTA 6-QW-6(580)-L
MOS管：VD>30V
整流二极管：DSEI30
主控芯片：TL494



DC-AC逆变电路+控制电路（全桥式）：

MOS管：VD=600V，ID=10A
滤波电容：2.25μf/2.4mH
主控芯片：TDS2285
20M无源晶振
整流器1N4007
磁芯：EE55
光耦：TLP250



DC-DC升压电路
【DC-DC升压主电路图】



      DC-DC高频升压部分采用推挽式拓扑结构。在DC-DC升压电路中，选用MOSFET作为开关器件，场效应管所需承受的最大电压约为30V，选型时MOS管的最大耐受电压应留有余量。此处可以选择VBsemi微碧半导体的NMOS VBM1606，VD=60V，ID=120A，拥有极低的导通电阻Rds（on）=5mΩ。



可选用的VBsemi微碧MOS管型号：

①VBM1606

②VBL1615A

③VBL1105

④VBM1607V3

⑤VBL1806



【适用的VBsemi 场效应管参数】





【DC-DC PWM驱动电路】



      DC-DC升压控制电路采用PWM脉冲宽度调制技术，选用TL494做为主控芯片，其内部包含全部的脉冲宽度调制控制电路，是个集成了开关电源控制所需全部模块的芯片。





DC-AC逆变电路


【DC-AC逆变电路原理图】

      DC-AC逆变电路的主回路采用的是全桥式结构，和开关管并联的二极管起到保护作用。MOS管此处可选用VBsemi微碧半导体的VBP16R20S，VD=600V，ID=20A，Rds（on）=190mΩ。



可选用的VBsemi微碧MOS管：

①VBP16R20S

②VBE16R10S

③VBL16R11S

④VBMB16R15S

⑤VBM16036N



【适用的VBsemi微碧场效应管参数】



【DC-AC SPWM驱动电路】

      

      逆变部分的控制电路采用TDS2285作为主控芯片，并采用了光耦芯片TLP250，增加了硬件电路的可靠性。



保护电路设计
      为了保证电源的可靠性，其保护电路由输入防反接保护电路、输入过压保护电路和欠压保护电路组成。

【输入反接保护电路】





【输入欠压保护】





【输入过压保护】





三、微碧半导体MOS管封装及应用
      微碧半导体企业主要产品的封装有：SOP-8 、TO-220（F）、TO-263、TO-247、TO-252、TO-251、SOT-23、SOT-223、SOT-89、QFN、AO3400、IRF540、IRF630等系列封装产线。



【微碧部分MOS管产品封装】

      广泛应用于3C数码、安防设备、测量仪器、广电教育、家用电器、军工/航天、可穿戴设备、汽车电子、网络通信、物联网IoT、新能源、医疗电子、照明电子、智能家居、电脑主板显卡、MID\UMPC 、GPS、蓝牙耳机、PDVD、车载DVD、汽车音箱、液晶显示器、移动电源、手机电池（锂电池保护板）、LED电源等产品。微碧半导体有限公司以饱满的激情，拼搏务实的干劲，不断创新进取，致力于为客户群体打造出一座高效、便捷、直通、优质的服务桥梁。


四、参考文献
[1]孙军民. 基于车载供电的高压电源的实现[D].兰州交通大学,2020.

[2]李文. 基于DSP车载逆变电源的研究与设计[D].西安科技大学,2019.

[3]易映萍,王晓丽,唐志俊,姚为正.车载逆变电源控制电路的研究[J].电源技术,2012,36(07):1019-1021.

[4]袁义生,龚昌为.一种高效逆变电源及绿色工作模式的研究[J].电力电子技术,2011,45(01):1-3.


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关键词： MOS管     车载     逆变电源     中的     解决方案    

大华K
工程师
2021-03-19 18:50:52     打赏
2楼

学习一下


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丘球
工程师
2021-03-19 19:04:09     打赏
3楼

感谢分享


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拜月
工程师
2021-03-19 19:13:55     打赏
4楼

方案不错


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kutta
工程师
2021-03-19 19:23:56     打赏
5楼

感谢你的方案


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