逆变器推挽



CXMD32130逆变器前级控制芯片：推挽全桥驱动与多重保护解决方案

CXMD32130 是一款专为逆变器前级设计的智能控制芯片，集成推挽/全桥驱动、多重保护功能和灵活的频率调节，适用于新能源、工业电源及消费电子领域。以下从拓扑支持、保护机制、频率调节及外围功能四个方面展开分析：

1. 拓扑支持与驱动控制

兼容推挽与全桥拓扑芯片支持 500W-3000W 功率场景，通过固定 50% 占空比输出和内置 500ns 死区时间，防止 MOS 管直通损坏。推挽拓扑适用于低压大电流场景（如 12V/24V 输入），全桥拓扑则适用于高压输入或需要电气隔离的系统。

驱动信号特性

死区时间：500ns 确保上下管切换无重叠，避免短路。

占空比：固定 50% 简化控制逻辑，适配 LC 谐振点实现软开关。

2. 多重保护机制

电压保护

电池欠压/过压检测：通过 BAT 引脚监测电池电压，欠压阈值 <1.66V（关断），过压阈值 >2.5V（关断）。

分压电路设计：示例 1：12V 系统（R3=10kΩ，R4=2kΩ）实现欠压 10V、过压 15V 关断。示例 2：24V 系统（R3=22.1kΩ，R4=2kΩ）实现 20V 关断。

电流保护

过流检测：IFB 引脚电压 >0.6V 触发关断，延时 10ms 防止误触发（如启动冲击电流）。

电流采样设计：电流互感器次级信号经整流后输入 IFB 引脚。

温度保护

过温关断：TFB 引脚电压 >2.5V 关闭输出，<2.4V 自动恢复。

温度采样设计：10kΩ NTC 热敏电阻（B=3950）与固定电阻分压，2.5V 对应保护阈值（如 60℃）。

3. 可调工作频率与软开关优化频率调节范围：FADJ 引脚支持 0-3V 线性调频（40kHz-111kHz），适配不同 LC 谐振参数。

频率计算公式：[f = frac{8000}{200 - frac{3}{128} times V_{FADJ}} quad (V_{FADJ} leq 3V)]

软开关实现：通过调节频率使 MOS 管开通/关断时电压或电流为零，降低开关损耗（效率提升 5%-10%）。

4. 外围控制功能风扇控制：

触发条件：IFB>0.1V（过流预警）或 TFB>1.6V（>45℃）时自动开启风扇。

蜂鸣报警：

欠压：长鸣；过压：1Hz 脉冲；过热：双短鸣。

禁用温度保护：将 TFB 引脚接地可关闭过温保护功能（需谨慎使用）。5. 电气参数与封装关键参数：

工作电压：2.7V-5.5V

静态电流：3mA-5mA

基准输出：3.0V

封装形式：SOP16（10.16×6.10mm），节省 PCB 空间，支持客户定制功能参数。应用领域绿色能源：光伏逆变器、储能系统（如 48V 电池升压至 400V）。工业设备：电焊机、UPS 不间断电源（高可靠性要求）。消费电子：正弦波/方波逆变器、电子捕鱼器（成本敏感型应用）。设计提示频率调节：根据 LC 谐振参数计算目标频率，通过 FADJ 引脚电压调整。保护阈值校准：使用高精度电阻分压确保电压/电流保护点准确。热设计：NTC 电阻需紧贴 MOS 管或电感等发热元件，避免误触发。

CXMD32130 通过高度集成的保护机制和灵活的拓扑适配能力，显著简化逆变器前级设计，同时提升系统可靠性与效率，是工业与消费级电源应用的理想选择。

逆变器升压用什么拓扑好

逆变器升压拓扑的选择需综合功率等级、效率、成本和实现复杂度，常见方案包括Boost、推挽、半桥和全桥结构。

1. Boost拓扑

结构相对简单，由电感、开关管、二极管和电容组成，通过控制开关管的通断实现电感能量储存与释放，从而完成升压。适用于小功率且对成本敏感的场景，例如小型太阳能充电器。优点在于电路简单且成本较低，易于实现；缺点则是升压比有限，高升压比时效率会下降。

2. 推挽拓扑

由两个开关管和一个中心抽头变压器构成，两个开关管交替导通，在变压器次级产生交流电压，再经整流滤波得到直流高压。常见于中等功率逆变器，如家用UPS。变压器利用率高且开关管电压应力较低，输出功率较大；但变压器结构较复杂，存在偏磁问题，需额外磁复位电路。

3. 半桥拓扑

通过两个开关管、两个电容和一个变压器实现开关管交替导通，在变压器初级产生交流电压以完成升压。适用于中等至较大功率的逆变器，例如工业用逆变器。结构相对简单，开关管电压应力为输入电压的一半，可靠性高；缺点是需要两个电容分压，对电容一致性要求较高。

4. 全桥拓扑

由四个开关管和一个变压器组成，四个开关管两两交替导通，在变压器初级产生交流电压，实现高效升压。常用于大功率逆变器，如大型太阳能发电系统。输出功率大且效率高，开关管电流应力小；但控制电路复杂，成本较高。

单相逆变器的电路原理

单相逆变器的电路原理

逆变器的工作原理是通过功率半导体开关器件的导通和关断作用，把直流电能变换成交流电能。单相逆变器的基本电路主要包括推挽式、半桥式和全桥式三种，虽然它们的电路结构有所不同，但工作原理相似。以下是对这三种电路原理的详细阐述：

一、推挽式逆变电路

推挽式逆变电路由两只共负极连接的功率开关管和一个一次侧带有中心抽头的升压变压器组成。升压变压器的中心抽头接直流电源正极，两只功率开关管在控制电路的作用下交替工作，输出方波或三角波的交流电。

优点：由于功率开关管的共负极连接，使得该电路的驱动和控制电路可以比较简单。另外，由于变压器具有一定的漏感，可限制短路电流，从而提高电路的可靠性。缺点：变压器效率低，带感性负载的能力较差，不适合直流电压过高的场合。

二、半桥式逆变电路

半桥式逆变电路由两只功率开关管、两只储能电容器和耦合变压器等组成。该电路将两只串联电容的中点作为参考点。当功率开关管VT1在控制电路的作用下导通时，电容C1上的能量通过变压器一次侧释放；当功率开关管VT2导通时，电容C2上的能量通过变压器一次侧释放。VT1和VT2轮流导通，在变压器二次侧获得交流电能。

优点：结构简单，由于两只串联电容的作用，不会产生磁偏或直流分量，非常适合后级带动变压器负载。缺点：当该电路工作在工频（50Hz或60Hz）时，需要较大的电容容量，使电路的成本上升。因此，该电路更适合用于高频逆变器电路中。

三、全桥式逆变电路

全桥式逆变电路由四只功率开关管和变压器等组成。该电路克服了推挽式逆变电路的缺点，功率开关管Q1、Q4和Q2、Q3反相，Q1、Q3和Q2、Q4轮流导通，使负载两端得到交流电能。

优点：克服了推挽式逆变电路的缺点，适用于各种负载场合。应用：在实际应用中，全桥式逆变电路常用于需要高输出电压和电流的场合。

四、逆变器波形转换过程

逆变器将直流电转换成交流电的转换过程涉及多个步骤。半导体功率开关器件在控制电路的作用下以高速开关，将直流切断，并将其中一半的波形反向而得到矩形的交流波形。然后，通过电路使矩形的交流波形平滑，得到正弦交流波形。

五、不同波形单相逆变器优缺点

方波逆变器：

优点：线路简单，价格便宜，维修方便。

缺点：调压范围窄，噪声较大，带感性负载时效率低，电磁干扰大。

阶梯波逆变器：

优点：波形类似于正弦波，高次谐波含量少，能满足大部分用电设备的需求。整机效率高。

缺点：线路较为复杂，使用的功率开关管较多，电磁干扰严重，存在谐波失真。

正弦波逆变器：

优点：输出波形好，失真度低，干扰小，噪声低，适应负载能力强，保护功能齐全，整机性能好，效率高。

缺点：线路复杂，维修困难，价格较贵。

综上所述，单相逆变器通过不同的电路结构实现将直流电能转换为交流电能的功能。在实际应用中，应根据具体需求选择合适的逆变器类型和电路结构。

推挽逆变器是否需要开气隙，如果有气隙会出现什么情况？

推挽逆变器不需要开气隙。以下是具体原因及开气隙可能带来的后果：

不需要开气隙的原因：

推挽变压器是一个有中心抽头的变压器，其设计特点是电源由中心抽头进入，电流以相反的方向供应两个推挽器件，且大小相等。在这种设计下，直流电流在铁芯中的合成磁场近似为零，因此不会产生铁芯磁饱和的问题。变压器开气隙通常是为了防止铁芯磁饱和，但在推挽逆变器中，由于上述特点，这一措施是不必要的。

开气隙可能带来的后果：

效率下降：如果推挽变压器开气隙，会导致变压器的漏磁增加，进而使得变压器的效率下降。波形失真：虽然推挽变压器本身不易磁饱和，但开气隙后可能会引入额外的非线性因素，导致输出波形失真。稳定性问题：开气隙还可能影响变压器的稳定性和可靠性，增加系统的故障率。

因此，在设计和使用推挽逆变器时，应确保变压器不开气隙，以维持其高效、稳定的运行状态。

高频逆变器前级推挽电路仿真（SG3525模型搭建）

高频逆变器前级推挽电路仿真（SG3525模型搭建）

答案：

在高频逆变器前级电路的设计中，推挽拓扑结构因其器件少、驱动电路简洁及高可靠性而被广泛应用。为了对推挽电路进行仿真，我们需要搭建SG3525 PWM控制器的模型。以下将详细介绍如何使用PSIM仿真软件搭建SG3525模型，并专注于推挽电路的仿真。

一、SG3525引脚功能及工作原理

SG3525是一款功能强大的PWM控制器，其引脚功能包括误差放大器输入、振荡器控制、PWM输出等。在搭建模型前，需了解各引脚的功能及工作原理：

误差放大器：用于接收反馈信号，与参考电压进行比较，调整PWM占空比以稳定输出电压。振荡器：产生锯齿波信号，作为PWM比较器的基准信号。PWM输出：产生互补的PWM波形，用于驱动推挽电路中的功率器件。

二、SG3525模型搭建步骤

基于PSIM仿真软件，SG3525模型的搭建主要分为脉冲产生模块和PWM产生模块。

脉冲产生模块

原理：利用电容的充电/放电特性，结合比较器和SR触发器，产生三角波和振荡器脉冲波形。

实现：在PSIM中，使用电容、电阻、比较器和SR触发器等元件搭建电路。设置电容的充电电压上限与下限，与比较器进行比较，控制电容的充放电时间，从而产生三角波。同时，利用SR触发器控制振荡器脉冲的产生。

PWM产生模块

原理：结合SG3525的工作时序波形和数字电路技术，设计数字电路，生成两路互补的PWM驱动波形。

实现：在PSIM中，根据SG3525的工作时序，设计数字电路逻辑。利用比较器将振荡器产生的三角波与误差放大器输出的信号进行比较，生成PWM波形。同时，确保两路PWM波形互补，以满足推挽电路的需求。

三、推挽电路仿真

在搭建好SG3525模型后，将其应用于推挽电路的仿真中。推挽电路由两个功率器件（如MOS管）组成，分别连接在变压器的两个相反方向的绕组上。通过SG3525产生的两路互补PWM波形驱动这两个功率器件，实现电路的推挽工作。

四、仿真结果与分析

波形观察：在PSIM中运行仿真模型，观察PWM波形的产生及推挽电路的工作状态。确保PWM波形互补且死区时间设置合理，避免功率器件同时导通导致短路。性能分析：通过仿真结果，分析推挽电路的输出电压、电流波形及效率等性能指标。根据仿真结果调整电路参数，优化电路性能。

五、注意事项

死区时间设置：死区时间的设置对推挽电路的性能至关重要。需根据实际情况调试确定死区时间，以避免功率器件同时导通导致的短路问题。启动尖峰电压：在逆变器启动时，由于PWM占空比小且后级电容需吸取较大的充电电流，可能导致前级MOS电压尖峰较大。可通过在电路中加入限流电阻来降低起始电容充电电流，从而消除电压尖峰。

六、展示

图：SG3525工作时序

该展示了SG3525 PWM控制器的工作时序波形，包括振荡器产生的三角波及PWM输出波形等。通过该可以更直观地理解SG3525的工作原理及其在推挽电路中的应用。

综上所述，通过搭建SG3525 PWM控制器的仿真模型，并应用于推挽电路的仿真中，可以实现对高频逆变器前级电路的性能分析与优化。在仿真过程中需注意死区时间的设置及启动尖峰电压的处理等问题。

CXMD32127推挽升压逆变器控制芯片 - 内置UART串口、多重保护、可调频率的解决方案

CXMD32127是一款高度集成的推挽升压逆变器控制芯片，具备内置UART串口、多重保护机制及可调频率功能，适用于中小功率逆变器、UPS电源及电子捕鱼设备等场景。 以下从核心功能、应用设计、关键参数及优势场景展开分析：

一、核心功能特性

智能驱动与控制

集成两路±2A/20V MOS管栅极驱动器，支持10kHz-150kHz可调PWM频率（默认50%占空比，死区时间500ns）。

采用浅闭环稳压模式，限制空载电压峰值，避免MOS管损坏，同时省去输出滤波电感，降低成本和PCB空间。

多重实时保护机制

电压保护：电池过压（OVP）、欠压（UVP）关断，支持外部分压电阻自定义阈值（公式：U=基准电压×(1+R3/R4)）。

电流保护：IFB引脚支持互感器或分流器检测，>0.6V触发过流关断（延时10s），>0.1V自动开启风扇。

温度保护：TFB1引脚检测NTC热敏电阻（10K@25℃），<0.33V关断输出，>0.56V恢复；>65℃（0.86V）启动风扇，<55℃（1.15V）关闭。

UART串口通信

波特率9600，支持参数读写：

可设置：保护阈值、死区时间、软启动时间（默认1s）。

可读取：电池电压、输出电流、温度及故障代码，实现状态监控。

二、典型应用设计

电压检测电路

欠压保护：UVP引脚分压设计（如12V系统：R3=10K, R4=2K对应10.5V报警/10V关断）。

过压保护：OVP引脚分压（如12V系统：R3=10K, R4=2K对应15V关断）。

电流与温度管理

电流检测：可选次级互感器或电池侧分流器+运放（图8.3a/b）。

温度检测：采用NTC分压电路（B值3950），精准控温（图8.4a）。

外设控制接口

风扇控制：FAN引脚驱动D882三极管，由IFB/TFB信号触发。

蜂鸣器报警：欠压时长鸣，过压时输出1Hz PWM。

LED指示：绿灯（LEDG）运行状态，红灯（LEDR）故障报警。

三、关键电气参数驱动器电源 (PVDD)：10V-18V控制器电源 (VDDIO)：2.0V-5.3VMOS开关延时：80ns-150ns驱动电流能力：1.5A-2.5A工作温度：-45℃-85℃四、应用场景优势

简化设计

TSSOP20封装+少量外围元件，适用于小型化逆变器前级升压。

灵活配置

通过UART调整保护参数，适配12V/24V等不同电池系统。

频率调节：FTES引脚接5V时，FADJ电压（0-5V）线性调节频率（f=10KHz+140KHz×FADJ/5）。

高可靠性

推挽谐振软开关技术降低MOS管尖峰电压，提升效率。

默认死区时间500ns（图8.6a），特殊需求可定制。

结语

CXMD32127以全数字化控制、多重保护集成及UART交互能力，成为中小功率逆变器设计的理想核心。其模块化设计显著降低开发难度，适用于便携电源、应急备份系统及工业设备，为高效电能转换提供坚实基础。

技术支持：如需详细规格书、免费样品或技术咨询，可通过微信联系供应商获取。

湖北仙童科技有限公司 高端电力电源全面方案供应商 江生 13997866467