MOS管（場效應管）應用在車載逆變電源中的設計方案

一、車載電源

隨著社會生活水準的提高，我們對汽車的要求已經從簡單的代步工具轉化為了集娛樂、生活、辦公等多功能的移動場所。如此對應的筆記本電腦等電子設備一定是不可或缺的。電子移動設備一般採用220V/50Hz的工頻正弦交流電，車上12V/24V的直流電蓄電池是無法直接為我們的移動電子設備供電的，所以出現了車載電源轉換器，即逆變電源。相較於市場較多的修正弦波逆變器，純正弦波逆變器彌補了修正弦波逆變器連續性不好的缺點，具有安全性強，電源轉化率高，控制方法簡單的特點。

2020年Sun Jun Min設計了一款功率為500W，輸入電壓為直流20V，輸出電壓為交流220V/50Hz的逆變電源。經實驗樣機測試，其效率約為88%，具有雜訊小、安全可靠等特點。

【逆變電路總體結構設計框圖】

二、整體電路

主要參數

DC-DC升壓電路+控制電路（推挽式）：

00001. 

蓄電池：VARTA 6-QW-6(580)-L

00002. 

00003. 

MOS管：VD>30V

00004. 

00005. 

整流二極體：DSEI30

00006. 

00007. 

主控晶片：TL494

00008. 

DC-AC逆變電路+控制電路（全橋式）：

00001. 

MOS管：VD=600V，ID=10A

00002. 

00003. 

濾波電容：2.25μf/2.4mH

00004. 

00005. 

主控晶片：TDS2285

00006. 

00007. 

20M無源晶振

00008. 

00009. 

整流器1N4007

00010. 

00011. 

磁芯：EE55

00012. 

00013. 

光耦：TLP250

00014. 

DC-DC升壓電路

【DC-DC升壓主電路圖】

DC-DC高頻升壓部分採用推挽式拓撲結構。在DC-DC升壓電路中，選用MOSFET作為開關器件，場效應管所需承受的最大電壓約為30V，選型時MOS管的最大耐受電壓應留有餘量。此處可以選擇VBsemi微碧半導體的NMOS VBM1606，VD=60V，ID=120A，擁有極低的導通電阻Rds（on）=5mΩ。

可選用的MOS管型號：

①VBM1606

②VBL1615A

③VBL1105

④VBM1607V3

⑤VBL1806

【適用的VBsemi MOS管參數】

【DC-DC PWM驅動電路】

DC-DC升壓控制電路採用PWM脈衝寬度調製技術，選用TL494做為主控晶片，其內部包含全部的脈衝寬度調製控制電路，是個集成了開關電源控制所需全部模組的晶片。

DC-AC逆變電路

【DC-AC逆變電路原理圖】

DC-AC逆變電路的主回路採用的是全橋式結構，和開關管並聯的二極體起到保護作用。MOS管此處可選用VBsemi微碧半導體的VBP16R20S，VD=600V，ID=20A，Rds（on）=190mΩ。

可選用的MOS管：

①VBP16R20S

②VBE16R10S

③VBL16R11S

④VBMB16R15S

⑤VBM16036N

【適用的VBsemi微碧MOS管參數】

【DC-AC SPWM驅動電路】

逆變部分的控制電路採用TDS2285作為主控晶片，並採用了光耦晶片TLP250，增加了硬體電路的可靠性。

保護電路設計

為了保證電源的可靠性，其保護電路由輸入防反接保護電路、輸入過壓保護電路和欠壓保護電路組成。

【輸入反接保護電路】

【輸入欠壓保護】

【輸入過壓保護】