生活中需要一臺小功率電源裝置，以備在停電或戶外旅行等應用場合應急使用。小功率電源（戶外電源）架構包括了光伏發電、電池充電管理、USB/Type-C充電接口、逆變單元等部分。

整個電源系統結構比較復雜，這里主要談談逆變單元，逆變單元是將儲存在電池包中的低壓直流電能轉換為市電AC220V，為交流負載供電。通常電池輸出的電壓為12V、24V和48V，這個根據設計需求進行選擇，下面所談到的是輸入DC24V輸出AC220V硬件方案。戶外電源結構如圖1所示。

圖1中逆變單元拓撲如圖2所示。由于設計為小功率逆變器，前級采用諧振型推挽拓撲進行升壓，將電池包中的低壓轉換為可以滿足逆變標準的直流高壓；前級推挽拓撲變壓器副邊增加電容元件，使高壓側工作在諧振狀態。其目的：是實現原邊開關管零電流（ZCS）關斷。軟開關技術可以提高變換器的工作頻率，減小開關過程中開關管的開關損耗，提高變換器的功率密度，減小變換器體積。

后級采用全橋逆變電路拓撲結構，實現直流電能逆變為交流電能，以供交流負載使用。逆變采用SPWM調制方式，將直流電壓逆變器幅值為311V，頻率為50Hz的正弦波。后級逆變器采用全橋逆變主拓撲結構，采用單極性等效雙極性SPWM調制方式，提高正弦波的電能質量。

控制電路分為兩部分，前級諧振型推挽變換器采用SG3525型PWM控制器控制，后級全橋逆變器采用單片機控制。SG3525脈寬調制器是利用模擬的方式實現的一種調制方式，設計中將PWM占空比為0.5，工作頻率固定（與諧振頻率相等）。

推挽電路工作在開環模式，保證在負載變化的情況下，電源始終工作在最佳工作點。后級逆變電路采用雙PI調制，將前級變換的高壓直流電逆變為用電器所需的交流電。本文中的功率級架構實現軟開關，具有高的效率和功率密度，能夠在實際中得到廣泛的應用。

根據工作原理搭建的兩級式逆變單元仿真模型如圖3所示。模型主要包括四部分：推挽諧振變換器（PPSC）、推挽控制器（SG3525）單相逆變器（SIC）和雙PI閉環調節器（DPI）。

設置負載為阻性，輸出功率為200W，仿真步長設置1×10e-7，仿真時間為0.2s。仿真波形如圖4所示。

圖4中，a圖中Vds為Q2漏源電壓、Vgs為Q2門極驅動電壓、Ids為Q2漏源電流。b圖中Vo為推挽變換器輸出電壓、Ir為推挽變換器高壓側諧振電流。c圖中Vo_ac為逆變器輸出電壓、Io_ac為逆變器輸出電流。

推挽諧振變換器工作在諧振頻率點處，開關管Q1、Q2均能實現軟開關，變換器具有較高的變換效率。通過仿真證明所設置的參數合理。然后進行樣機的設計，圖5為是所設計的兩級式逆變器。

(1) 測試100W負載時，輸入為24V，逆變器工作波形如圖6所示。

圖6中，a圖中，iin為直流輸入電流。b圖中，ids為流過Q2漏源電流、Vds為Q2漏源極電壓。c圖中，ir為推挽變換器諧振電流、Vbus為直流母線電壓。d圖中，io為輸出電流、Vo為輸出電壓。

(2) 測試200W負載時，輸入為24V，逆變器工作波形如圖7所示。

圖7中，a圖中，iin為直流輸入電流。b圖中，ids為流過Q2漏源電流、Vds為Q2漏源極電壓。c圖中，ir為推挽變換器諧振電流。d圖中，Vbus為直流母線電壓、io為輸出電流、Vo為輸出電壓。

感興趣的朋友想自己DIY一臺戶外電源可以與小編一起交流學習，做一臺屬于自己的電源，可留言。下面是500W戶外電源方案，包括BMS板、逆變單元和DC接口控制板三部分。

基本參數：2個USB充電接口，最大均支持18W輸出(5V3.4A,9V2A,12V1.5A) 支持BC1.2,Apple，三星協議，高通QC2.0,OC3.0，華為FCP，三星AFC

2個Type-C接口，接口1最大30W輸出(支持5V,9V,12V,15V,20V)支持PD2.0/PD3.0(PPS)輸出協議，QC2.0，QC3.0，MTK PE，華為FCP，SCP，三星AFC，展訊SFCP；接口2最大60W輸出(20V3A)，支持PD2.0/PD3.0/PPS/QC4+ /QC4/QC3.0/QC2.0/AFC，支持FCP/低壓SCP/高壓SCP/PE2.0/PE1.1/SFCP

DC輸入:18V/3.5A，可以外接太陽能充電板(MPPT)，AC輸出500W/220V。

該方案具備完備的保護功能，比如輸入輸出過壓、過流、短路保護；采用軟/硬件多重保護機制等，最大限度保證電源安全。