【正文】 IGBT逆變器的逆變頻率高，節(jié)能效果好，在各種電源中均有重要的應(yīng)用。到二十世紀初，就有了鐵磁穩(wěn)壓電源。電源是電子設(shè)備的重要部分，其質(zhì)量好壞直接影響著電子設(shè)備的可靠性，而且電子設(shè)備的故障60%來自電源。也就是穩(wěn)壓電源穩(wěn)定電壓的能力首先要看輸入電壓的變化和負載變化引起的輸出電壓的變化被限制到多小的程度。參數(shù)穩(wěn)壓電源電路簡單，利用元件的非線性實現(xiàn)穩(wěn)壓，結(jié)構(gòu)也簡單。按調(diào)整元件分，有輝光放電管穩(wěn)壓電源，穩(wěn)壓管穩(wěn)壓電源，電子管穩(wěn)壓電源，晶體管穩(wěn)壓電源，可控硅穩(wěn)壓電源等。所研制的單片機控制穩(wěn)壓電源的技術(shù)指標如下： 輸入電壓： 380V三相交流50HZ；輸出電壓： 24V輸出電流： 800A；3電源硬件系統(tǒng)設(shè)計圖1 單片機控制的逆變電源的總體框圖單片機控制的逆變電源的總體框圖如圖1所示，整套裝置主要由電源主電路、PWM控制電路、驅(qū)動電路和單片機控制電路四部分組成。在全橋電路中，變壓器的電壓為，如果我們假定逆變器的效率為85%，則IGBT管的工作電流為： ()驅(qū)動電路的作用主要是對驅(qū)動信號進行功率放大，并保證一定的脈沖前沿、后沿陡度，使其有足夠的能力使IGBT飽和導(dǎo)通。(6)若為大電感負載，IGBT的關(guān)斷時間不宜過短，以限制尖峰電壓，保護IGBT安全。輸出電路上對高頻變壓器次級的高頻方波電壓進行整流濾波。因為在一般情況下，低電壓輸出所驅(qū)動的負載電流都很大。2)選定直流輸入電壓通常選 ()在此我們?nèi)。?0V。輸出直流電壓為177。通常＝5+(3～4) ＝8～9V取 ＝9V。逆變器中最重要的一個器件就是功率開關(guān)元件，而功率開關(guān)元件正朝著高壓大容量、集成化、全控化、高頻化及多功能化方向發(fā)展。逆變技術(shù)的輸出控制方式常用“時間比率控制”方式，通過改變導(dǎo)通時間ton和工作周期比例亦即脈沖的占空比來實現(xiàn)。由于RYRYRY3 分別為輸入電路線間瞬時過電壓保護 ，所以它們的額定電壓取相同的值，即都取750V。1)集－射極間的擊穿電壓采用380V交流電供電，電網(wǎng)電壓向上波動10%，并考慮由變壓器漏感起的尖峰電壓等因素。2．濾波電容的計算允許的電壓脈沖值 () ()實?。?5μF。②在輸出端加低頻濾波器,該方案是在高頻開關(guān)整流電壓與輸出之間串入某一形式的濾波器同時濾去高頻開關(guān)逆變造成的因PWM調(diào)節(jié)引起的差模紋波和整流后的低頻紋波。 圖7 低頻濾波器電路圖5輔助電路TL494的特點與功能TL494是電壓驅(qū)動型脈寬調(diào)制器，可顯示器、計算機等系統(tǒng)，TL494的管腳如圖8所示：圖8 TL494管腳圖作為開關(guān)電源電路，TL494的輸出三極管可接成共發(fā)射極及射極跟隨器兩種方式，因而可以選擇雙端推挽輸出或單端輸出方式，在推挽輸出方式時，它的兩路驅(qū)動脈沖相差180度，而在單端方式時，其兩路驅(qū)動脈沖為同頻同相。電位器RP1為10K，用來調(diào)整輸入A/D轉(zhuǎn)換器電壓的大小，即改變電流反饋系數(shù)。圖11 單片機80C196KC內(nèi)部結(jié)構(gòu)框圖雖然單片機本身具有豐富的軟、硬件資源，但也只能滿足較為簡單的實時系統(tǒng)的要求，對于較復(fù)雜的系統(tǒng)需要在其外圍配置一些接口芯片，而CPU同這些芯片交往必須知道它們的地址，即必須采取有效的方法合理分配單片機地址資源，將每個I/O設(shè)備映像于單片機地址空間。在連續(xù)量控制場合，單片機輸出的數(shù)字量必須經(jīng)D/A轉(zhuǎn)換后，才能驅(qū)動執(zhí)行元件，從而實現(xiàn)單片機對系統(tǒng)的有效控制。7軟件設(shè)計 主程序設(shè)計圖12 主程序流程圖LED顯示及A/D轉(zhuǎn)換子程序設(shè)計要實現(xiàn)電源外特性控制，只要反饋電壓、電流進行離散PI算法，調(diào)節(jié)TL494的控制電壓，對逆變器進行脈寬調(diào)制，最后輸出的就是需要的電源外特性。1．監(jiān)視定時器(WDT)印刷電路板上竄入的噪聲或毛刺會造成軟件故障，甚至使單片機“死機”，死機時系統(tǒng)就會一直停止在某一狀態(tài)，無法繼續(xù)正常運行，必須重新復(fù)位才能恢復(fù)。2．整個控制系統(tǒng)采用以高性能的單片機80C196KC為核心，配以集成度高的專用芯片進行控制，并在整個控制電路的各個環(huán)節(jié)采取了多種抗干擾與保護措施。在此，對他們表示感謝！最后，在這篇論文即將完成之際，向參加論文評審和答辯的老師以及對本論文的修改提出意見和建議的人表示感謝!參考文獻[1] 孫和平，單片微機原理與接口技術(shù),.[2] 張立,、電路及應(yīng)用，北京:.[3] 周志敏,周紀海,——.[4] 吳潤宇，軒蔭華，苗銀梅，. 北京:.[5] :.附錄A 電路圖圖16 穩(wěn)壓電路圖圖17 驅(qū)動電路圖圖18 電源的整流、。4．在單片機控制系統(tǒng)中，從硬件和軟件兩個方面采取了多種抗干擾措施?？梢?，使用看門狗可以使單片機擺脫因干擾而引起的癱瘓狀態(tài)，使系統(tǒng)能夠從瞬時故障中自動恢復(fù)，大大提高系統(tǒng)的抗干擾能力。如果想獲得恒壓或恒流特性，控制思路與控制脈沖特性的類似，只是被控量和反饋量不同而已。而且面板上的電流表顯示也需單片機輸出的模擬信號加以控制。單片機地址資源進進行分配后，運行CPU則根據(jù)分配的地址查找單片機外圍I/O設(shè)備，以進行輸入/輸出操作，即CPU對I/O空間的尋址。電壓檢測電路如10圖所示：圖10 電壓檢測電路圖取運算放大器IC1D的輸入電阻，輸入電流為10mA。2．參數(shù)計算1)電流轉(zhuǎn)換器的計算：電流轉(zhuǎn)換器一次測電流額定值為1000A式，選用LEM塊，現(xiàn)選用LA10007型號的LEM作為檢測元件，其檢測范圍為0～800A。④合理布線。 耐壓值為50V，容量為15μF的聚丙烯電容器。2)集電極電流全橋式逆變電路中，IGBT的集電極電流為： ()取＝200A。RY5是作為整流后的電壓保護壓敏電阻，故其額定電壓應(yīng)為： () 實取1000V。控制系統(tǒng)采用單片機為核心的控制系統(tǒng)，最方便的是PWM控制方式。在逆變電源中，對功率半導(dǎo)體器件(尤其是開關(guān)管)有如下基本要求：耐電壓值高；開關(guān)速度快，開關(guān)損耗低；動態(tài)特性di/dt及dv/dt耐量要高；耐沖擊電流大，可靠工作范圍大；熱穩(wěn)定性好。選擇逆變頻率時應(yīng)考慮： 能有效地減少變壓器的體積和重量；所采用的開關(guān)元器件的頻率特性；經(jīng)濟性。運算放大器穩(wěn)壓電源電路如圖4所示。10%，則＝60＝66V ()＝＝54V () ()?。?000。肖特基勢壘整流二極管的反向恢復(fù)時間是可以忽略不計的，因為此器件是多數(shù)載流子半導(dǎo)體器件，在器件的開關(guān)過程中，沒有消除少數(shù)載流存儲電荷的問題。1．輸出整流和濾波電路全橋式逆變電器的輸出電路如圖4所示，由于二極管DD8都給輸出端提供半周期的電流，所以它們分擔(dān)著相等的負荷電流，它們不需要續(xù)流二極管，因為當(dāng)一個二極管截止時，另一個二極管就導(dǎo)通起到了續(xù)流的作用。根據(jù)IGBT管的型號，選用HL402（400A/600V及300A/1200V）快速型IGBT專用模塊來驅(qū)動IGBT管。根據(jù)IGBT靜特性和動特性，對IGBT的驅(qū)動電路提出下列要求和條件：(1)由于是容性輸入阻抗，因此IGBT對門極電荷集聚很敏感，