【正文】 的存在將使PWM波中含有不易濾掉的低次諧波，使輸出電壓出現(xiàn)波形畸變；③動態(tài)特性不好，負載突變時輸出電壓調整時間長。準正弦波逆變器可以滿足我們大部分的用電需求，效率高，噪音小，售價適中，因而成為市場中的主流產(chǎn)品 逆變電源技術的發(fā)展概況逆變電源出現(xiàn)于電力電子技術飛速發(fā)展的20世紀60年代，逆變電源的發(fā)展是和電力電子器件的發(fā)展聯(lián)系在一起的，器件的發(fā)展帶動著逆變電源的發(fā)展。后者提供的交流電的質量較差，且?guī)лd能力差，不能接“感性負載”。通過它可以在汽車上使用平時我們用市電才能工作的電器，比如電視機、筆記本電腦、電鉆、醫(yī)療急救儀器、軍用車載設備等，可應用于各個行業(yè)領域。如所帶的負載過大，方波電流中包含的三次諧波成分將使流入負載中的容性電流增大，嚴重時會損壞負載的電源濾波電容[2]，方波逆變器的制作方法采用簡易的多諧振蕩器，其技術屬于50年代的水平，將逐漸退出市場。由于自關斷器件的使用，使得開關頻率得以提高。1985年，Gokhale在PESC年會上提出將無差拍控制應用于逆變器控制。重復控制是一種基于內模原理的控制方法，它將一個基波周期的偏差存儲起來，用于下一個基波周期的控制，經(jīng)過幾個基波周期的重復可達到很高的控制精度。臺灣的鄒應嶼和香港大學的L．K．Wang等人將離散滑模變結構控制理論應用到UPS逆變器中，獲得了良好的控制效果。在這種方法中，不但引入輸出電壓的瞬時值反饋，還引入濾波電容電流或濾波電感電流的瞬時值反饋。在大容量逆變電源中，由于工頻變壓器引起的矛盾相對不如小容量UPS突出，而且大容量的高頻逆變器、整流器和高頻變壓器的制作也分別受到高頻開關器件的容量和高頻磁性材料的限制。但是，逆變電源的并聯(lián)運行可以帶來以下幾個方面的好處：1)可以用來靈活地擴大電源系統(tǒng)的容量；2)可以組成并聯(lián)冗余系統(tǒng)以提高運行的可靠性；3)具有極高的系統(tǒng)可維修性。2 設計總體目標 設計要求及系統(tǒng)指標車載逆變器是一種能夠將 DC/12V 直流電轉換為和市電相同的 AC/220V 交流電，供一般電器使用，是一種方便的車用電源轉換器。直流電壓推動級推挽輸出級振蕩級交流電壓圖22 簡單推挽逆變電路框圖方案三：車載單相準正弦脈寬調制逆變電路直流電壓直流/直流濾波輸出控制電路驅動電路交流電壓直流/交流圖23 車載單相準正弦脈寬調制逆變電路框圖 本方案是采用了比較典型的逆變電路的變換方式把直流12V電壓變換成220V的交流電壓，即第一級采用直流/直流變換，通過脈寬調制和高頻變壓器把直流低壓升壓變成直流高壓，再通過第二級直流/交流變換，通過對直流/交流全橋逆變電路各個橋臂MOS管通斷的控制，把高壓直流逆變?yōu)榻涣麟妷?，然后通過濾波電路，濾出我們所需要的50Hz的頻率交流電壓，從而完成12V直流電壓逆變成220V/50Hz的交流電壓。該電路由12V直流輸入以及輸入過壓保護電路、輸入欠壓保護電路、電源過熱保護電路、輸出過壓保護電路、輸出過流保護電路、逆變電路I、320V/50KHz整流濾波、逆變電路II、濾波電路等組成。該部分電路主要是用一塊TL494芯片，通過輸出50K的脈沖來控制開關管的交替導通，進而產(chǎn)生50K的高頻交流電。因而產(chǎn)生的正弦波一路經(jīng)相應的處理后將其幅值調整至1V至3V之間，然后輸入以SG3525A，在芯片內部通過與鋸齒波比較產(chǎn)生高頻的正弦波調寬脈沖。當窄脈沖變?yōu)?1 d的單位脈沖函數(shù)（t）時，環(huán)節(jié)的響應即為該環(huán)節(jié)的脈沖過度函數(shù)。用傅立葉級數(shù)分解后將可看出，各i(t)在低頻段特性將非常接近，僅在高頻段有所不同。根據(jù)面積等效原理，PWM波形和正弦半波是等效的。調制法：即把希望輸出的波形作為調制信號，把接受調制的信號作為載波，通過信號波的調制得到所期望的PWM波形。在負載電流為正的區(qū)，V1和V4導通時，負載電壓等于支流電壓；V4關斷時，負載電流通過V1和VD3續(xù)流，=0。在的負半周，V1保持斷態(tài)，V2保持通態(tài)，當時使V3導通，V4關斷，=；當時使V3關斷，V4導通，=0。仍然在調制信號和載波信號的交點時刻控制各開關器件的通斷。其優(yōu)點是所得SPWM波形最接近正弦波，但由于三角波與正弦波交點有任意性，脈沖中心在一個周期內不等距，從而脈寬表達式是一個超越方程，計算繁瑣，難以實時控制。該方案實際上就是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，然后計算各脈沖的寬度和間隔，并把這些數(shù)據(jù)存于微機中，通過查表的方式生成PWM信號控制開關器件的通斷，以達到預期的目的。它是利用電場效應來控制其電流大小的半導體器件。這種管子的雜質濃度比較大，空間電荷區(qū)內的電荷密度也大，因而該區(qū)域很窄，容易形成強電場。正向特性反向特性i/mAu/V△IzUz△Uz 圖43 穩(wěn)壓管的VI特性 與門 在逆變電源電路中采用的與門芯片型號為74LS08，典型值為5V。單激式開關電源變壓器的輸入電壓是單極性脈沖，并且還分正反激電壓輸出；而雙激式開關電源變壓器的輸入電壓是雙極性脈沖，一般是雙極性脈沖電壓輸出。電流互感器就起到變流和電氣隔離作用。 逆變電源主要集成芯片及其功能簡介 TL494及其應用圖47 集成芯片TL494管腳圖TL494各引腳功能簡介：TL494 的內部電路由基準電壓產(chǎn)生電路、振蕩電路、間歇期調整電路、兩個誤差放大器、脈寬調制比較器以及輸出電路等組成。(引腳8)、E1(引腳9)、C2(引腳11)、E2(引腳10)分別為末級輸出三極管的集電極和發(fā)射極。集成脈寬調制器SG3525A是美國硅通用公司（Silicon General）生產(chǎn)的雙端輸出式脈寬調制器，工作頻率高于100kHz,工作溫度為0℃～70℃,適宜構成100W～500W中功率推挽輸出式開關電源。在開環(huán)系統(tǒng)中，該端與補償信號輸入端（引腳 9）相連，可構成跟隨器。（引腳 6） ：振蕩器定時電阻接入端。該端接高電平時控制器輸出被禁止。 （引腳 15） ：偏置電源接入端。 (7) 具有輸入欠電壓鎖定功能。由于SG3525A內部集成了軟啟動電路，因此只需要一個外接定時電容。 外接關斷信號對輸出級和軟啟動電路都起作用。圖49 ICL8038管腳圖 ICL8038各引腳名稱及功能：(引腳1)：正弦波失真調節(jié)端。(引腳7)：內部頻率調節(jié)偏置電壓輸出端。(2) 頻率范圍: ～300kHz。 IR2110簡介及其應用在功率變換裝置中，根據(jù)主電路的結構，其功率開關器件一般采用直接驅動和隔離驅動兩種方式。而且信號的最小寬度又受磁化電流所限。50V/ns，15V下靜態(tài)功耗僅116mW；輸出的電源端（腳3,即功率器件的柵極驅動電壓）電壓范圍10～20V；邏輯電源電壓范圍（腳9）5～15V，可方便地與TTL，CMOS電平相匹配，而且邏輯電源地和功率地之間允許有177。 （引腳7）:高端輸出。 IR2110工作特點： (1) 具有獨立的低端和高端輸入通道。圖中 R11 R12 為定時電阻，均為可調式。在本次設計中需要用到電壓比較器對相應信號進行處理。所以15腳電壓應高于5V。 SG3525A外圍電路圖413 SG3525A外圍電路圖PWM波產(chǎn)生芯片SG3525A的外圍電路如上圖所示：引腳2分別為內部放大器的反向輸入端和同向輸入端。反之，則放電時間短。 IR2110工作原理如圖415所示：當HIN為高電平時：VM1開通，VM2關斷，VC1加到S1的柵極和源極之間，C1通過VM1，Rg1和柵極和源極形成回路放電，這時C1就相當于一個電壓源，從而使S1導通。當電池電壓高于設定值時，保護電路輸出高電平，使逆變電路停止工作，因為輸出電壓和輸入電壓也是密切相關的，對輸入的過壓保護在一定程度上也是輸出的過壓保護。當Q1導通時，Q2截止，場效應管Q3因為柵極無正偏壓而截止，而此時Q2截止，導致場效應管Q4柵極有正偏壓而導通。 圖416 直流變換電路圖 DC/AC變換電路圖417 DC/AC轉換電路圖DC/AC電路結構如圖417所示，該變換電路為全橋橋式電路。由ICL8038產(chǎn)生的正弦波經(jīng)相應處理后轉化為兩列相位互補的50Hz方波，如圖418（b）所示這兩列方波信號分別輸入兩個與門電路的另一個輸入端，經(jīng)過相與后可以去掉SG3525A輸出的調寬波的半個周期的瞬間方波脈沖，如圖418（c）所示，這樣可以使避免輸出的正弦波形中的雜波干擾，使得輸出波形更加完。 輸入欠壓保護電路欠壓保護電路如圖420所示，它監(jiān)測蓄電池的電壓狀況，保護電路開始工作，使控制器SG3525A的腳10關斷端輸出高電平，停止驅動信號輸出。因為芯片內置5V基準電壓源，負載能力為10mA。穩(wěn)壓管的穩(wěn)壓值一般規(guī)定為輸出電壓的130%～150%。 [1] (第五版)[M].北京：高等教育出版社，—67[2] 胡宴如,[M].北京：高等教育出版社，2006. 58—79[3] 李小堅,趙山林,馮小君, DXP 電路設計與制版實用教程（第2版）[M].北京:人民郵電出版社,—93[4] 周志敏,周紀海,[M].北京:人民郵電出版社, [5] 康華光,（模擬部分）（第四版）[M].北京:高等教育出版社,[6] （第五版）[M].高等教育出版社,[7] RCA Silicon Power Circuit Manual. 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