【正文】 ge crowbar and overheat protective. The cost of manufacture being a power source of turn is paratively cheap, the pragmatism is strong, and it has a function annex to the various portably type. KEY WORDS: over heat protective, overvoltage integrated circuit (IC), oscillating frequency, pulse width modulation (PWM). III 目 錄 前 言 ....................................................................................................... 1 第 1 章 簡介 ............................................................................................ 3 概述 ............................................................................................ 3 第 2 章 逆變電源原理與構成 ............................................................... 4 逆變電源的基本構成和原理 ................................................... 4 逆變電源的基本構成和原理 ......................................... 4 逆變電源的技術性能指標及主要特點 ........................ 7 逆變電源的主要元器件及其特性 ........................................... 7 TL494 電流模式 PWM 控制器 ...................................... 7 場效應管 .........................................................................11 三極管 ............................................................................. 12 第 3 章 各部分支路電路設計及其參數(shù)計算 ..................................... 13 各部分支路電路設計及其參數(shù)計算 ..................................... 13 DC/DC 變換電路 ........................................................... 13 輸入過壓保護電路 ........................................................ 14 輸出過壓保護電路 ........................................................ 15 DC/AC 變換電路 ........................................................... 16 TL494 芯片Ⅰ外圍電路 ................................................ 18 TL494 芯片Ⅱ外圍電路 ................................................ 18 逆變電源的整機電路原理圖 ........................................ 19 電路的元件參數(shù)表 ........................................................ 19 第 4 章 調(diào)試 .......................................................................................... 20 結 論 ....................................................................................................... 21 謝 辭 ....................................................................................................... 22 附錄 A 整機原理圖 ............................................................................... 23 附錄 B 元件參數(shù)表 ............................................................................... 25 附錄 C 元件參數(shù)表 .............................................................................. 26 附錄 D 整機 PCB 板 (兩面 ) .................................................................. 27 IV 參考文獻 ................................................................................................. 29 外文資料翻譯 ........................................................................................ 30 1 前 言 開關電源是一種由占空比控制的開關電路構成的電能變換裝置，用于交流 —直流或直流 —直流電能變換，通常稱其為開關電源（ Switched Mode Power SupplySMPS）。開關電源的這一技術特點使其同其他形式的電源，如采用調(diào)整管的線性電源和采用晶閘管的相控電源相比具有效率高和體積小、重量輕兩個明顯的優(yōu)點。 開關電源的開關管工作在高速的通與斷兩種狀態(tài)，所以稱為開關電源，其原理是用整流電路先把交流變成直流，再用開關管把直流電變成高頻的直流電，這個高頻直流在通過開關變壓器時， 在次級感應出交流電流，再通過整流濾波后，變成平穩(wěn)的直流電，同時有控制電路根據(jù)輸出電壓調(diào)整開關管的通與斷的比例（占空比）。 該電源 主要應用開關電源電路技術的有關知識，涉及模擬集成電路、電源集成電路、直流穩(wěn)壓電路、開關穩(wěn)壓電路等原理，充分運用 2 芯片 TL494 的固定頻率脈沖寬度調(diào)制電路 [1]和場效應管 [2]（ N 溝道增強型MOSFET）的開關速度快、無二次擊穿、熱穩(wěn)定性好的優(yōu)點與三極管一起構成的 組合設計電路。該電源的制造成本較為低廉，千臺以上數(shù)量的批產(chǎn)成本僅在 40 元 /臺左右，并且當印制板的尺寸不受限制時，可以將輸出功率做到 200W 以上 ，因此該逆變電源幾乎可以替代目前市場上所售的各種逆變器或者逆變電源產(chǎn)品，其應用前景十分廣闊。因此具有相當強的通用性。這就是逆變電路的最基本得工作原理。 S S3 斷開， S S4 閉合時的情況類似。逆變電路 I、逆變電路 II 的 框圖 分別見圖 圖 4。 6 圖 24 逆變 I 電路原理方框圖 逆變電路 II 如圖 25 所示。其中輸入過壓保護電路、輸出過壓保護電路、過熱保護電路構成整個電路的保護電路。 7 在逆變電路 I 中是用一塊 TL494 芯片產(chǎn)生 50KHz 的脈沖頻率，經(jīng)過變壓器推挽電路將 12V 直流轉(zhuǎn)換成 220V/50KHz 的交流電。 2. 輸出： 220V 交流（非正弦波）。 6. 可作為多種電器的通用電源。 1. 主要特征 集成了全部的脈沖寬度調(diào)制電路。 可調(diào)整死區(qū)時間。 表 21 TL494 引腳功能表 引腳 符號 功能 典型電壓 1 V1(+) 誤差放大器 1 誤差信號輸入端（同相信號端 ） 2 V1() 誤差放大器 1 誤差信號輸入端（反相信號端） 3 VOUTC 誤差放大器 1 和 2 輸出信號補償元件連接段 4 4 CONT 死區(qū)控制信號輸入端，所加控制電壓可調(diào)輸出脈沖寬度 5 CT 振蕩器外接振蕩電容連接端，與 6 腳外接的電阻一起可產(chǎn)生頻率 f= 6 RT 振蕩器外接振蕩電阻連接端，見 5 腳說明 7 GND 基準 電源電源電路接地線端 0 8 CA 推挽電路輸出信號端 A, 輸出電壓可達 40V, 電流為200mA（反相輸出） 015v 9 EA 推挽電路輸出信號端 A,屬同相信號輸出端 0 10 EB 推挽電路輸出信號端 B,屬同相信號輸出端 0 11 CB 推挽電路輸出信號端 B，輸出電壓可達 40V，電流為200mA(反相輸出 ) 與 8 腳等相位差180 度的脈沖波 12 VccIN 工作電源電壓輸入端 25 13 OUT CON 輸出方式設定信號輸入端。因此，其帶負載能力較強，即可按推挽方式工作，也可將兩路輸出并聯(lián)工作，小功率時可直接驅(qū)動。通過對 TL494 的 4 腳控制，即可調(diào)節(jié)占空比，還可 作輸出軟啟動保護用。 3 腳用于補償校正，為 PWM 比較器的輸入端，接入電阻和電容后可以抑制振蕩， 4 腳為死區(qū)時間控制端，加在 4 腳上的電壓越高，死區(qū)寬度越大。 TL494 內(nèi)置線性鋸齒波振蕩器 ，振蕩頻率可通過外部的一個電阻和一個電容進行調(diào)節(jié)，其振蕩頻率如 式 21： 1FoscCtRt= (21) 輸出脈沖的寬度是通過電容 Ct 上的正極性鋸齒波電壓與另外兩個控制信號進行比較而實現(xiàn)的。 控制信號由集成電路外部輸入，其中一條送至死區(qū)時間比較器，另一路送往誤差放大器的輸入端。 PWM 比較器為誤差放大器調(diào)節(jié)輸出脈沖寬度提供了一個手段：當反饋電壓從 變?yōu)? 時，輸出的脈沖寬度由被死區(qū)確定的最大導通 百分比時間下降到零。 當 Ct 放電時，一個正脈沖將出現(xiàn)在死區(qū)時間比較器的輸出端，受脈沖約束的雙穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器進行計時，同時停止 VT1 和 VT2 的工作。在單端工作模式下，當需要更大的驅(qū)動電流輸出時，可將 VT1 和 VT2 并聯(lián)使用，這時需將輸出模式控制端接地，以關閉雙穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器。5%的精度。它是利用電場效應來控 制其電流大小的半導體器件 [3]。本設計采用的是 N 溝道增強型MOSFET。 圖 27 MOSFET 代表符號圖 三極管 本設計選用兩種三極管，電路中有 50KHz 和 50Hz 兩個頻率，用于50KHz 電路 三極管選擇為 8550 型 [4]， 8550 型三極管是一種常用的普通三極管，它是 低電壓、大電流、小信號的 PNP 型硅三極管，集電極 基極電壓 Vcbo： 40V，工作溫度： 55℃ —+150℃ 主要用途：開關應用和射頻放大。 13 第 3 章 各部分支路電路設計及其參數(shù)計算 各部分支路電路設計及其參數(shù)計算 DC/DC 變換電路 由 DC/AC 和整流濾波電路組成 [5]。變壓器 T1 的工作頻率選為 50KHz 左右 [4]，因此 T1 可選用 EI33 型的高頻鐵氧體磁心變壓器，變壓器的匝數(shù)比為 12／220≈，變壓器選擇為 E 型，可自制。因為變壓器選擇為 E 型，這樣使變壓器工作在推挽狀態(tài)， VT3 和 VT4 以頻率為 50KHz 交替導通，使變壓器的初 級輸入端有 50KHz 的交流電。當電路工作不正常時，TL494 輸出控制端為低電平時， TL494 的兩個內(nèi)置晶體管的集電極（ 8 腳和 9 腳）有 12V 正偏壓，基極為高電平，導致兩晶體管同時導通。 R R R3 起限流作用，取值為 KΩ 。根據(jù)電容標稱值選擇 C2 為 10μF 。因為輸入電壓直接決定了輸出電壓的值，對輸入端電壓的保護也是對輸出端子間過大電壓進行負載保護。同時 TL494的 4 腳為高電平狀態(tài)， 4 腳為高電平時，將抬高芯片內(nèi)部死區(qū)時間比較器同相輸入端的電位，使該比較器的輸出為恒定的高電平，由 TL494 芯片內(nèi)部結