【正文】 er circuit analysis, puter control circuit design, the main circuit design, the main switching device drive circuit design, system antijamming design, protection design, the main circuit design using high switching frequency to reduce power consumption low conduction voltage insulated gate bipolar transistor IGBT. Inverter input and output are electrically isolated thro ugh the transformer, so that the whole circuit system with external power grid and load plete electrical isolation. Main power supply protection circuit overcurrent protection, overvoltage protection, short circuit protection, through the main circuit voltage and current signal is fed to the control circuit, to achieve selfprotection system. In order to ensure stable output AC voltage, the AC output voltage is sampled, the sampling circuit after processing the feedback to the control circuit for analysi s, the amplitude of the output voltage within the specified stability. KER WORD： Power inverter， IGBT， protect current， short circuit protection, 洛陽理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計（論文） III 目 錄 前 言 ..........................................................................................1 第 1 章 逆變電源設(shè)計方案論證 .................................................3 設(shè)計背景 ........................................................................3 基于 UC3524 逆變電源的設(shè)計思路 .......................3 逆變電源的工作原理 .............................................4 逆變電源的逆變電路及控制方案 ...................................4 逆變電路 ...............................................................4 逆變電路的驅(qū)動控制 .............................................6 逆變電源的特性分析 ......................................................6 逆變電源的功能特性 .............................................6 逆變 電源技術(shù)特性 .................................................7 設(shè)計方案總體規(guī)劃 .........................................................8 第 2 章 逆變電源硬件結(jié)構(gòu)設(shè)計 .................................................9 逆變橋驅(qū)動器選擇 .........................................................9 逆變電路對驅(qū)動器的要求 ......................................9 逆變電路驅(qū)動器選擇 .............................................9 逆變電源硬件設(shè)計 ....................................................... 10 全橋逆變電路設(shè)計 ............................................... 10 驅(qū)動脈沖發(fā)生電路設(shè)計 ....................................... 13 逆變輸出采樣電路 ............................................... 15 負(fù)載供電自動切換電路 ....................................... 16 逆變電源保護電路 ............................................... 17 市電斷電監(jiān)測電路 ............................................... 18 電源供電電源切換電路 ....................................... 18 蓄電池電量監(jiān)控電路 ........................................... 20 微機控制 ............................................................. 22 逆變電源穩(wěn)定性設(shè)計 .................................................... 24 洛陽理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計（論文） IV 第 3 章 軟件設(shè)計 ..................................................................... 26 MAX187 工作時序 ........................................................ 26 MAX187 驅(qū)動程序設(shè)計 ................................................. 26 微機軟件設(shè)計思路 ....................................................... 28 第 4 章 逆變電源輸出波形的改進(jìn) ............................................ 30 PWM 控制的基本原理 .................................................. 30 單相 PWM 逆變電路及其控制方法 .............................. 31 SPWM 波形實現(xiàn)方法 ........................................... 31 SPWM 逆變電路諧波分析 .................................... 34 第 5 章 總結(jié)與展望 .................................................................. 36 全文工作總結(jié) ............................................................... 36 后續(xù)工作展望 ............................................................... 37 致 謝 ........................................................................................ 38 參考文獻(xiàn) .................................................................................. 38 外文資料翻譯 ............................................... 錯誤 !未定義書簽。 設(shè)計內(nèi)容包括逆變電路原理分析、 微機控制電路設(shè)計、 主電路設(shè)計、主要開關(guān)器件驅(qū)動電路設(shè)計，系統(tǒng)抗干擾設(shè)計， 保護設(shè)計，主電路設(shè)計采用 開關(guān)頻率 高導(dǎo)通壓降低功耗低的絕緣柵雙極晶體管 IGBT。 逆變電源輸入輸出都經(jīng)過變壓器進(jìn)行電氣隔離 ， 使 整個電路系統(tǒng) 與外接電網(wǎng)和負(fù)載 完全電氣隔離 。 洛陽理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計（論文） 1 前 言 逆變電源是一種采用電力電 子技術(shù)進(jìn)行電能變幻的裝置，它從交流或直流輸入 ， 經(jīng)電能變換 獲得穩(wěn)壓恒頻的交流輸出。逆變電源廣泛應(yīng)用于航空、航海、電力、鐵路交通、郵電通信等諸多領(lǐng)域。 當(dāng)市電恢復(fù)正常時，逆變電源將自動完成上述相反過程。工頻變換逆變電源是先產(chǎn)生 50Hz 交流信號，然后利用工頻升壓器產(chǎn)生 220V 交流電。 基于上述兩種逆變方式的特性， 本課題吸收了這兩種逆變電源變換方式的優(yōu)點，即通過 UC3524 產(chǎn)生 50Hz 的直流方波，控制由 IGBT 組成的橋式逆變電路工作，產(chǎn)生 24V/50Hz 的方波交流電，然后利用工頻變壓器產(chǎn)生 220V 的交流電。其 主要 設(shè)計思路有 以 下 三 點： 市電正常供電時， 逆變電源通過旁路接通市電，給負(fù)載供電，逆變器自身供電也來自市電。為使逆變電源輸出穩(wěn)壓恒頻的交流電，逆變電源對輸出電壓實時進(jìn)行采樣，將采樣值反饋給逆變驅(qū)動器，即整個逆變過圖 11 逆變電源工作流程圖 輸出采樣 逆變輸出 逆 變 市 電 是否 正 常 旁路輸出 負(fù)載 N Y 洛陽理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計（論文） 4 程是閉環(huán)控制，保證電能質(zhì)量達(dá)到設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)。當(dāng)市電 斷電 時，逆變電源工作在逆變狀態(tài)，即將蓄電池的直流電逆變成 220V/50Hz 的交流電，逆變輸出給負(fù)載供電。負(fù)載連接在直流電源中點和兩個橋臂連接點之間。 全橋逆變電路 全橋逆變電路原理圖如圖 13 所示，它共有四個橋臂， 可以看成由兩個半橋電路組而成 。該電路的輸出電壓波形和幅值與全橋電路完全相同，優(yōu)點在于比全橋電路少用了一半的開關(guān)器件，缺點是開關(guān)器件承受的電壓為 2Ud，比全橋電路高出一倍，且必須有一個帶中心抽頭的變壓器。到 t2 時刻 VT1 和 VT2 柵極信號反向， VT1 截止而 VT2不能立刻導(dǎo)通 ， D2 導(dǎo)通續(xù)流，和 D3 構(gòu)成電流通道輸出電壓為 Ud， 到負(fù)載電流過零并開始反向時， D2 和 D3 截止， VT2 和 VT3 導(dǎo)通，輸出電壓仍為 Ud。 全橋逆變開關(guān)器件的驅(qū)動 基于全橋逆變電路的工作原理， 通過 UC3524S 雙端輸出驅(qū)動器產(chǎn)生特定頻率的驅(qū)動信號，控制逆變電路中開關(guān)器件的導(dǎo)通和關(guān)斷。當(dāng)負(fù)載出現(xiàn)超負(fù)荷過載運行或者發(fā)生短路時，電源系統(tǒng)會檢測到這一故障，并及時做出保護處理，避免電源遭受損壞。逆變電源設(shè)有液晶顯示器、狀態(tài)指示燈等顯示設(shè)備，方便用戶通過這些設(shè)備，及時了解逆變電源的 當(dāng)前工作狀態(tài) 。 逆變電源技術(shù)特性 逆變電源工作的穩(wěn)定性對逆變電源的性能提升至關(guān)重要。 逆變電源的微機 芯片為 ATM 公司的 AT89S52 低功耗 COMS8 位控制器， 8K 系統(tǒng)可編程 Flash， 256K RAM， 32 位 I/O 口線，看門狗定時器，兩個數(shù)據(jù)指針等，片上資源豐富。 可在單 5V 電源下工作，接受 0－ 5V 的模擬輸入。 保護及檢 測 反饋 部分。 微機部分。如果逆變 橋 中的開關(guān)器件開通和關(guān)斷出現(xiàn)紊亂，這將直接降低輸出電能的 質(zhì)量 ， 甚至 會導(dǎo)致 逆變失敗或短路 嚴(yán)重的 電路故障。脈沖的頻率即為輸出交流電壓的頻率，該逆變電源輸出電壓頻率為 50Hz。同時要在性能價格上均衡考慮，使系統(tǒng)即能滿足性能要求，又降低造價。因此，當(dāng)改變 CTRT 設(shè)定振蕩頻率是， 首先設(shè)定 CT 值，保證有適當(dāng)?shù)乃绤^(qū)時間，在選用 RT 值改變振動器的輸出頻率。 設(shè)計原理 IGBT 也稱為絕緣柵雙極晶體管 , 是復(fù)合了功率場效應(yīng)管和電力晶體管的優(yōu)點而產(chǎn)生的一種新型復(fù)合器件 , 它將功率場效應(yīng)管和電力晶體管的優(yōu)點集于一身 , 既 具有輸入阻抗高、工作速度快、熱穩(wěn)定性好和驅(qū) 動電路簡單的優(yōu)點 , 又具有通態(tài)電壓低、耐壓高和承受 電流大等優(yōu)點 , 因此應(yīng)用更加廣泛。逆變橋中的 IGBT 通過 UG