【正文】 lassification SMPS can be classified into four types according to the input and output waveforms: AC in, DC out: rectifier, offline converter input stage DC in, DC out: voltage converter, or current converter, or DC to DC converter. AC in, AC out: frequency changer, cycloconverter, transformer DC in, AC out: inverter Input rectifier stage If the SMPS has an AC input, then the first stage is to convert the input to DC. This is called rectification. The rectifier circuit can be configured as a voltage doubler by the addition of a switch operated either manually or automatically. This is a feature of larger supplies to permit operation from nominally 120 volt or 240 volt supplies. The rectifier produces an unregulated DC voltage which is then sent to a large filter capacitor. The current drawn from the mains supply by this rectifier circuit occurs in short pulses around the AC voltage peaks. These pulses have significant high frequency energy which reduces the power factor. Special control techniques can be employed by the following SMPS to force the average input current to follow the sinusoidal shape of the AC input voltage thus the designer should try correcting the power factor. An SMPS with a DC input does not require this stage. An SMPS designed for AC input can often be run from a DC supply for 230V AC this would be 330V DC , as the DC passes through the rectifier stage unchanged. It39。其中的高頻 SPWM 由集成芯片構(gòu)成的純硬件電路來(lái)產(chǎn)生，避免了使用單片機(jī)而需要大量計(jì)算和編程的麻煩。調(diào)整 R19，使得正向端的電壓也為 5V,則當(dāng)電流大于 時(shí)，運(yùn)放輸出低電平，則 Q10 集電 的 SD 腳輸出高電平，逆變器停止工作，從而實(shí)現(xiàn)過(guò)流保護(hù)。設(shè)允許輸出的最高電壓為 230v。因而在本次設(shè)計(jì)中， SG3525A 輸出的調(diào)寬脈沖并不直接用來(lái)驅(qū)動(dòng)全橋電路。在橋式整流電路中，電容 C4 濾去了電路中的交流成分，此處濾波取值為 10uF。 圖 直流變換電路圖 電路正常時(shí)， TL494 的兩個(gè)內(nèi)置晶體管交替導(dǎo)通，導(dǎo)致圖中晶體管 Q Q2的基極也因此而交替導(dǎo)通， Q3 和 Q4 也交替導(dǎo)通，這樣使變壓器工作在推挽狀態(tài)，Q3 和 Q4 以頻率為 50KHz 交替導(dǎo)通，使變壓器的初級(jí)輸入端有 50KHz 的交流電。 工作頻率高，可達(dá) 500KHz。 圖 IR2110 工作原理圖 其 11 引腳（ SD）為芯片關(guān)斷控制端，當(dāng) SD 為高電平時(shí)，驅(qū)動(dòng)芯片關(guān)斷輸出。 5V 的偏移量；工作頻率高，可達(dá) 500kHz；開(kāi)通、關(guān)斷延遲小，分別為 120ns 和 94ns；圖騰柱輸出峰值電流為 2A。脈沖變壓器體積大，笨重，加工復(fù)雜。采用隔離驅(qū)動(dòng)方式時(shí)需要將多路驅(qū)動(dòng)電路、控制電路、主電路互相隔離，以免引起災(zāi)難性的后果。 18V,消耗電流為 50250mA。只有軟啟動(dòng)電容充電至其上的電壓使引腳 8 處于高電平時(shí)， SG3525 才開(kāi)始工作。 SG3525A 還增加了同步功能，可以工作在主從模式，也可以與外部系統(tǒng)時(shí)鐘信號(hào)同步，為設(shè)計(jì)提供了極大的靈活性。 2 （ %） V 微調(diào)基準(zhǔn)電源?？捎糜隍?qū)動(dòng) N溝道的高頻功率 MOS 管，由于它簡(jiǎn)單可靠及使用方便靈活大大減化了脈寬調(diào)制器的設(shè)計(jì)及調(diào)試 [11] 。 7 腳為接地端， 6 腳外接震蕩電阻和電容用于控制輸出脈沖頻率。該方案實(shí)際上就是 SPWM法原理的直接闡釋，用同樣數(shù)量的等幅而不等寬的矩形脈沖序列代替正弦波，然后計(jì)算4 逆變電源主要集成芯片外圍電路及其功能簡(jiǎn)介 TL494 外圍電路及其應(yīng)用 外圍電路 圖 TL494 外圍電路圖 50HZ 脈沖產(chǎn)生芯片 TL494 外圍電路如上圖所示 : 15 腳為芯片 TL494 的反相輸入端， 16 為同相輸入端，電路正常情 況下 15 腳電壓應(yīng)略高于 16 腳電壓才能保證誤差比較器的輸出為低電平，才能使芯片內(nèi)兩個(gè)三極管正常工作。其優(yōu)點(diǎn)是所得 SPWM波形最接近正弦波，但由于三角波與正弦波交點(diǎn)有任意性，脈沖中心在一個(gè)周期內(nèi)不等距，從而脈寬表達(dá)式是一個(gè)超越方程，計(jì)算繁瑣，難以實(shí)時(shí)控制。在的一個(gè)周期內(nèi)，輸出的 PWM 波只有正負(fù)兩種電平，而不象單極性控制時(shí)還有零電平。在的正半周， V1 保持通態(tài)， V2 保持?jǐn)鄳B(tài)，當(dāng) 時(shí)使 V4 導(dǎo)通， V3 關(guān)斷， ；當(dāng) 時(shí)使 V4 關(guān)斷， V3 導(dǎo)通， 0。由于負(fù)載電流比電壓滯后，因此在電壓正半周，電流有一段區(qū)間為正，一段區(qū)間為負(fù)。這種方法稱之為計(jì)算法。這就是 PWM 波形。沖 量即指窄脈沖的面積。 圖 逆變 II 電路原理方框圖 電路工作原理 :在逆變電路 II中 320V/50HZ的高壓交流電經(jīng)過(guò)整流橋的整流濾波整流成為 320V 的高壓直流電。過(guò)熱保護(hù)電路是當(dāng)電路工作溫度過(guò)高時(shí)，啟動(dòng)保護(hù)使逆變電路 I 停止工作。 擇 從上面的三個(gè)方案來(lái)分析看，方案 2 的簡(jiǎn)單推挽逆變電路沒(méi)有使用脈寬調(diào)制技術(shù)，電路簡(jiǎn)單，而且此逆變器輸出為 50Hz 的方波信號(hào)，由于波形為 方波，可能對(duì)電器設(shè)備造成干擾，不能滿足我們?cè)O(shè)計(jì)所需要的正弦波輸出。 輸出過(guò)流保護(hù)值 2A 額定輸出電壓： V 220VAC 額定輸出功率： 200W 有過(guò)壓保護(hù)和過(guò)熱保護(hù) 總體方案選擇 方案比較 在本逆變電源的設(shè)計(jì)中，我們的目的是將車載電瓶的 12V 直流電壓逆變?yōu)榻涣?220V/50Hz 的電壓，通過(guò)一段時(shí)間對(duì)資料的收集和分析，現(xiàn)總結(jié)出如下三種方案，分別介紹如下： 方案一：基于工頻變壓器的逆變電路 本方案設(shè)計(jì)的逆變電源是通過(guò)脈寬調(diào)制芯片產(chǎn)生的脈寬調(diào)制信號(hào)用來(lái)驅(qū)動(dòng)半橋逆變電路，產(chǎn)生低壓交流信號(hào)，再經(jīng)過(guò)工頻變壓器的升壓，轉(zhuǎn)換為所需要的交流電壓。提高整流側(cè)的輸入功率因數(shù)不僅可大大提高逆變電源對(duì)輸入電能的利用率，而且可以克服逆變電源對(duì)電網(wǎng)產(chǎn)生諧波污染的缺點(diǎn)。為了提高系統(tǒng)的可靠性，就必須實(shí)現(xiàn)模塊化。此外，為了進(jìn)一步減小裝置的體積和重量，必須去掉笨重的工頻隔離變壓器，采用高頻隔離。這種方法的缺點(diǎn)是系統(tǒng)的穩(wěn)定性不好，特別是空載時(shí)，輸出電壓容易振蕩。 4 滑模變結(jié)構(gòu)控制 滑模變結(jié)構(gòu)控制理論起于 20 世紀(jì) 50 年代，它最顯著的特點(diǎn)是對(duì)參數(shù)變動(dòng)和外部擾動(dòng)不敏感，因此非常適用于閉環(huán)反饋控制的電能變換器。 3 重復(fù)控制 為了消除非線性負(fù)載對(duì)逆變器輸出的影響，在 UPS 逆變器控制中引入了重復(fù)控制技術(shù)。實(shí)時(shí)反饋控制技術(shù)多種 多樣，主要有以下幾種： 1 諧波補(bǔ)償控制 當(dāng)逆變電源的負(fù)載為整流負(fù)載時(shí)，由于負(fù)載電流中含有大量諧波，諧波電流在逆變電源內(nèi)阻上的壓降致使逆變電源輸出電壓波形畸變，諧波補(bǔ)償控制可以較好地解決這一問(wèn)題，其是在逆變橋輸出 PWM 波中加入特定的諧波，抵消負(fù)載電流中的諧波對(duì)輸出電壓波形的影響，減小輸出電壓的波形畸變。由于 SCR 是一種沒(méi)有自關(guān)斷能力的器件，因此必須通過(guò)增加換流電路來(lái)強(qiáng)迫關(guān)斷 SCR， SCR 的換流電路限制了逆變電源 的進(jìn)一步發(fā)展。 車載逆變電源按輸出來(lái)分主要分兩類，一類是修正正弦波逆變器和純方波逆變器，另一類是正弦波逆變器。 SG3525A 。 TL494 ； SG3525A； ABSTRACT Car inverter is a kind of vehicle that can be converted to 220V/50Hz 12V DC AC electronic device which is monly used in automotive electronic products. The inverter applications are very broad in the daily life , such as notebook puter, video recorder and electric tools etc. This design is mainly based on switch power supply circuit technology basic knowledge, using two inverter realize inverter design. The main idea uses the TL494 and SG3525A etc chip, the first 12 V dc power boost for 320 V/frequency 50 Hz high frequency alternating current, and rectification of high frequency ac filter will rectifier for high voltage dc and then using sine pulse regulation law, through the output pulse control switch tube conduction. Finally after LC industrial frequency filter and the corresponding input/output protection circuits, stable output prospective sine wave, used for load. The design is flexible and convenient, apply a wide range of features, can basically meet the demand of practice. Besides the design uses the high frequency inverter, with noise reduction, response speed and adjust the advantages of flexible circuit. Finally the design conforms to the power supply miniaturization, lightweight, high frequency and high reliability, low noise trend. Key words: car invert ； pulse width modulation； circuit protection；TL494。雖有較多的缺點(diǎn)，但是其技術(shù)要求低，體積小，電路簡(jiǎn)單，價(jià)格低。最初的逆變電源采用晶閘管 SCR 作為逆變器的開(kāi)關(guān)器件，稱為可控硅逆變電源。為了克服單一電壓有效值或平均值反饋控制方法的不足，實(shí)時(shí)反饋控制技術(shù)獲得應(yīng)用，它是近十年來(lái)發(fā)展起來(lái)的新型電源控制技術(shù)，目前仍在不斷地完善和發(fā)展之中，實(shí)時(shí)反饋控制技術(shù)的采用使逆變電源的性能有了質(zhì)的飛躍。無(wú)差拍控制的缺點(diǎn)是算法比較復(fù)雜，實(shí)現(xiàn)起來(lái)不太容易，它對(duì)系統(tǒng)模型的準(zhǔn)確性要求較高，對(duì)負(fù)載大小的變化及負(fù)載的性質(zhì)變化比較敏感，當(dāng)負(fù)載大小變化及負(fù)載的性質(zhì)變化時(shí)不易獲得理想的正弦波輸出。因此，重復(fù)控制一般都不單獨(dú)使用來(lái)完成逆變器的控制，而是與其它控制方式相結(jié)合，共同來(lái)提高整個(gè)系統(tǒng)的性能。和傳統(tǒng) PWM控制方法相比，由于該方法能對(duì) PWM 波進(jìn)行動(dòng)態(tài)調(diào)整，故系統(tǒng)的快速性、抗擾性、對(duì)非線性負(fù)載的適應(yīng)性、輸出電壓 的波形品質(zhì)等都比傳統(tǒng) PWM 控制方法有所提高。 逆變電源的發(fā)展趨勢(shì) 隨著電力電子技術(shù)的飛速發(fā)展和各行各業(yè)對(duì)逆變器控制性能要求的提高，逆變電源也得到了深入的發(fā)展，目前，逆變電源的發(fā)展趨勢(shì)主要集中在以下幾個(gè)方面： 1 高頻化 提高逆變電源的開(kāi)關(guān)頻率，可以有效地減小裝置的體積和重量 ，并可消除變壓器和電感的音頻噪聲，同時(shí)改善了輸入電壓的動(dòng)態(tài)響應(yīng)能力