基于PPEC32系列芯片的10kW纯正弦波车载逆变器应用方案

一、PPEC 车载逆变器

PPEC10kW 纯正弦波车载逆变器方案基于 PPEC32F334RBT7 多拓扑通用型 ARM 芯片，采用 LLC+INV 拓扑级联结构，支持离网恒压工作模式，具备软启动、预充电、保护和故障自恢复等功能。

LLC 谐振变换器拓扑具有高效率和软开关特性，单相逆变拓扑可将直流电转换为符合要求的交流电，两者级联结构可用于高工作效率、高功率密度、高可靠性的电源设计，尤其适用于车载逆变器电源。

二、方案特点

▍快速交付：继承 PPEC 控制芯片免代码开发优势，短周期快速交付。

▍高转换效率：满载工作效率高于95%。

▍体积小：轻量化设计，便于安装和布局。

▍高稳定性：全液冷降温，可长时间 110% 过载运行。

▍高可靠性：纯正弦波输出，全数字控制，支持 CAN 通信。

▍保护功能完善：具备全面的保护机制和故障识别与指示功能。

三、规格参数

四、拓扑结构及功能

支持功能：

▷ 预充电电路控制，缓解上电冲击。

▷ 拓扑控制算法稳定，灵活可配置。

▷ 故障保护阈值、自恢复功能可配置。

▷支持开环、恒压工作模式。

▷ 可配置软启动，提高系统稳定性。

▷ 采样校正功能简单易用。

五、核心功能

拓扑结构：前级采用 LLC 拓扑实现高效能量转换与稳定的直流母线输出；后级采用单相逆变拓扑将直流电转换为符合要求的交流电。

控制功能：控制电路负责 PWM 控制，调节占空比、频率等参数控制输出，还具备软启动功能，防止启动冲击。

保护功能：具备多重保护机制，实时监测电源状态，确保电源可靠运行。

六、软件方案

1、控制策略

系统对前级 LLC 谐振变换器进行开环定频控制，实现高效稳定的直流电压输出；后级单相逆变拓扑采用闭环PR控制策略，将直流电转换为交流电，满足负载需求。

系统控制方式如图所示：

控制方案优势：具有宽输入范围，结合了 LLC 的高效率和逆变拓扑的灵活性，实现了高效能量转换与稳定输出，同时具备良好的动态响应和适应性。

2、系统流程

软件包含“预充电”、“停止/就绪”、“软起动”、“运行”、“故障”以及“自恢复”几种状态，具体状态流程如图。

▷装置上电后将进入“预充电”状态，预充电电路与控制过程。预充电完成后，等待指令。

▷ 在收到“运行”指令后进入“软启动”状态，按照设定控制策略进行 LLC 软启动及 INV 软启动控制。

▷ 软启动完成后需进行负载判断，若为“重载”则直接进入下一状态，若为“轻载/空载”则进入“LLC 打嗝模式”。

▷ 软启动过程中还需要进行故障判断，若无故障则进入“运行”状态。在“运行”状态时，仍需进行故障判断。

▷ 收到“停止”指令后装置将回到等待指令状态。

▷ 装置进入“故障”状态后将停止 PWM 输出。若需要进行自恢复，则进入自恢复流程，否则保持“故障”状态。

系统时序如图所示：

七、主控芯片：PPEC32F334RBT7

PPEC32F334RBT7是森木磊石最新推出的图形化编程数字电源专用 ARM Cortex-M4 MCU，以全面图形化零代码编程为电源开发赋能，有效解决了传统电源开发中代码复杂、调试周期长、技术门槛高等痛点，可广泛应用于AC/DC、DC/DC、DC/AC类型的数字电源。

该芯片基于120MHz主频Cortex-M4内核，集成高精度 PWM、多协议通信接口等丰富资源，兼容主流 ARM 芯片引脚布局。配套自研 PPEC Workbench 免代码开发平台，支持可视化芯片配置与图形化逻辑编程，内置丰富的功能模块组件及各种拓扑工程模板，用户既可快速调用预设方案，亦可自定义功能参数。

芯片核心特性