【正文】 里葉級數(shù) (219) 基波電流有效值 (220) 新型逆變電源電路的設(shè)計與實現(xiàn) 17 負載電壓有效值 Uo和直流電壓 Ud的關(guān)系（忽略 Ld的損耗，忽略晶閘管壓降） (221) 實際工作過程中，感應(yīng)線圈參數(shù)隨時間變化，必須使工作頻率適應(yīng)負載的變化而自動調(diào)整，這種控制方式稱為自勵方式。 VT VT3電流有一個增大過程。因功率因數(shù)很低，故并聯(lián) C。 (2) 交流輸出電流為矩形波，輸出電壓波形和相位因負載不同而不同。負載已知時，可由 uUN波形求出 iU波形，一相上下兩橋臂間的換流過程和半橋電路相似，橋臂 5的電流相加可得直流側(cè)電流 id的波形， id每 60176。導(dǎo)電方式： 每橋臂導(dǎo)電 180186。q， uo成為正負 各為 q 的脈沖，改變 q 即可調(diào)節(jié)輸出電壓有效值。時，要改變輸出電壓有效值只能改變 Ud來實現(xiàn)。 圖 26 單相半橋電壓型逆變電路及其工作波形 新型逆變電源電路的設(shè)計與實現(xiàn) 9 優(yōu)點：簡單，使用器件少 缺點：交流電壓幅值 Ud/2，直流側(cè)需兩電容器串聯(lián)，要控制兩者電壓均衡，用于幾 kW以下的小功率逆變電源。 電網(wǎng)換流和負載換流 —— 屬于外部換流。 圖 23 直接耦合式 強迫換流原理圖 電感耦合式強迫換流 —— 通過換流電路內(nèi)電容和電感耦合提供換流電壓或換流電流。負載工作在對基波電流接近并聯(lián)諧振的狀態(tài)，對基波阻抗很大，對諧波阻抗很小， uo波形接近正弦。 、電網(wǎng)換流 由電網(wǎng)提供換流電壓稱為電網(wǎng)換流（ Line Commutation）。 t1前： S S4通， uo和 io均為正。為此，必須把 LC 與開關(guān)器件組成一個諧振網(wǎng)絡(luò) ,使 PWM 逆變器只有在開關(guān)轉(zhuǎn)換過程中才產(chǎn)生諧振，實現(xiàn)軟開關(guān)轉(zhuǎn)換，平時則不諧振，以保持 PWM 逆變器的特點。 在當(dāng)今的 PWM 逆變器中，輸出變壓器和交流濾波 器的體積重量占主要部分。 21世紀是能源開發(fā)、資源利用與環(huán)境保護互相協(xié)調(diào)發(fā)展的世紀，能源的優(yōu)化利用與清潔能源的開發(fā)，是能源資源與環(huán)境可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略的重要組成部分。該電源體積小，實用性強，制造成本低廉，可用作多種便攜式電器通用的電源。對本論文所涉及的研究工作做出貢獻的其他個人和集體，均已在文中以明確方式標明。本學(xué)位論文原創(chuàng)性聲明的法律責(zé)任由本人承擔(dān)。 關(guān)鍵詞 逆變電源 /過熱保護 /過壓保護 /振蕩頻率 /集成電路 新型逆變電源電路的設(shè)計與實現(xiàn) IV NEW TYPE INVERTER POWER SUPPLY CIRCUIT DESIGN AND IMPLEMENTATION ABSTRACT With the social development, energy conservation has bee the main body of building a harmonious society. The excess energy is stored, to be released when needed use of energysaving measures. The stored energy can only be mostly AC, DC, using the reallife subject of the development and design of the corresponding inverter will bee the current that must be addressed. Power inverter has many shortings and deficiencies, such as the governance of the highfrequency, harmonic, power factor, improve and so needs to be further improved. This set to a lowcost new power inverter circuit theory and design, full use of the chip KA7500 fixed frequency pulse width modulation function to form a pushpull booster circuit and FET (Nchannel enhancementmode MOSFET ), no secondary breakdown, fast switching speed and good thermal stability of the advantages of bination of the design of the circuit. Work, continuous output power of about 100W, and normal work light, output overvoltage protection, input overvoltage protection and overheating protection function. The power, small size, practical, inexpensive to manufacture, can be used as a variety of portable electrical power. KEY WORDS power inverters,thermal overload protection, overvoltage protection, the oscillation frequency, integrated circuits 新型逆變電源電路的設(shè)計與實現(xiàn) 1 第一章 緒論 逆變器及其應(yīng)用 所謂逆變器，是指整流器的逆向變換器，其作用是通過半導(dǎo)體功率開關(guān)器件的開通和關(guān)斷作用，把直流電能變換成交流電能的一種電力電子變換器。具有世界三大能源之稱的石油、天然氣、和煤等化石燃料將逐漸被耗盡，氫能源與再生能源將逐漸取代化石燃料而成為人類使用過的主體能源，這種能源的變遷將迫使發(fā)電方式產(chǎn)生一次大變革，使用氫能源與再生能源的高效低污染燃料電池發(fā)電方式，將成為主 體發(fā)電方式。為了減小輸出變壓器和交流濾波器的體積重量，提高逆變器的功率密度，高頻化仍然是主要的發(fā)展方向之一，如提高 SPWM 逆變器的開關(guān)頻率，采用交流傳動用變頻器的內(nèi)高頻環(huán)等。 現(xiàn)代逆變技術(shù)與傳統(tǒng)逆變技術(shù)是不同的，它不只是研究直流電能變換成交流電能的簡單變換方式，還負擔(dān)著一些提高逆變器性能的功能，如使輸出電壓波形的正弦化，調(diào)節(jié)和穩(wěn)定逆變器輸出電壓和電流，提高直流電壓利用率，減少開關(guān)損耗，提高逆變效率，減少電磁干擾等。 t1時刻斷開 S S4，合上 S S3， uo變負，但 io不能立刻反向?？煽卣麟娐贰⒔涣髡{(diào)壓電路和采用相控方式的交交變頻電路，不需器件具有門極可關(guān)斷能力，也不需要為換流附加元件。 t1前： VT VT4通， VT VT3斷， uo、 io均為正， VT VT3電壓即為 uo 新型逆變電源電路的設(shè)計與實現(xiàn) 6 t1時：觸發(fā) VT VT3使其開通， uo加到 VT VT1上使其承受反壓而關(guān)斷，電流從VT VT4換到 VT VT2。 兩種電感耦合式強迫換流： 圖 24a中晶閘管在 LC振蕩第一個半周期內(nèi)關(guān)斷。 當(dāng)電流不是從一個支路向另一個支路轉(zhuǎn)移，而是在支路內(nèi)部終止流通而變?yōu)榱?，則稱為熄滅。 單相全橋、三相橋式都可看成若干個半橋逆變電路的組合 。 移相調(diào)壓方式（圖 27）。 圖 27 單相全橋逆變電路的移相調(diào)壓方式 新型逆變電源電路的設(shè)計與實現(xiàn) 10 帶中心抽頭變壓器的逆變電路 交替驅(qū)動兩個 IGBT，經(jīng)變壓器耦合給負載加上矩形波交流電壓。同一相上下兩臂交替導(dǎo)電，各相開始導(dǎo)電的角度差 120186。脈動一次，直流電壓基本無脈動，因此逆變器從直流側(cè)向交流側(cè)傳送的功率是脈動的，電壓型逆變電路的一個特點。 (3) 直流側(cè)電感起緩沖無功能量 的作用，不必給開關(guān)器件反并聯(lián)二極管。 C和 L、 R 構(gòu)成并聯(lián)諧振電路，故此電路稱為并聯(lián)諧振式逆變電路。 4個晶閘管全部導(dǎo)通，負載電壓經(jīng)兩個并聯(lián)的放電回路同時放電。固定工作頻率的控制方式稱為他勵方式。的矩形波。 換流過程分析（圖 216） 電容器充電規(guī)律： 新型逆變電源電路的設(shè)計與實現(xiàn) 18 圖 214 電流型三相橋式逆變電路的輸出波形 圖 215 串聯(lián)二極管式晶閘管逆變電路 對共陽極晶閘管，與導(dǎo)通晶閘管相連一端極性為正，另一端為負。 Id從 VT1換到 VT3， C13通過 VD U相負載、 W 相負載、 VD VT直流電源和 VT3放電，放電電流恒為 Id，故稱恒流放電階段。 換流過程中， uC3從零變到 UC0， uC5從 UC0變到零，這些電壓恰好符合相隔 120176。對于正弦波的負半周，也可以用同樣的方法得到 PWM 波形。 沖量（沖量指窄脈沖的面積）相等而形狀不同的窄脈沖加在具有慣性 的環(huán)節(jié)上時，其效果基本相同。 （ 3） 直流電源可以使用不可控整流橋，使系統(tǒng)對電網(wǎng)的功率因數(shù)與逆變電源輸出電壓值無關(guān)?？梢哉f PWM 控制技術(shù)正是有賴于在逆變電路中的應(yīng)用，才發(fā)展的比較成熟，才確定了它在電力電子技術(shù)中的重要地位。 DC/DC 變換電路 .1 KA7500B 電流模式 PWM 控制器 KA7500B 是一塊開關(guān)式脈沖寬度調(diào)控電路， 主要用于開關(guān)式電源控制。 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。 DC/DC 變換電路 由 DC/AC 和整流濾波電路組成。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(dǎo)通，使變壓器的初級輸入端有 50KHz的交流電。 R R R3 起限流作用，取值為 。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。在此取為 15V，穩(wěn)壓管的功率為 。兩腳分別接入了上下兩部分完全對稱的橋式電路，因為兩三極管交替工作，工作頻率為 50Hz，所以選用橋式電路，目的在于得到 50Hz 交流電。 VT3 的柵極無正偏電壓，從而使 VT3 截止。 VT VT VT VT VT VT6 應(yīng)選擇低頻小功率型的。所以 15 腳電壓應(yīng)高于 5V。 圖 46 KA7500B 芯片 I外圍電路 芯片 II 外圍電路 電路結(jié)構(gòu)如圖 ，同樣 15 腳為芯片 KA7500B 的反相輸入端， 16 腳為同相輸入新型逆變電源電路的設(shè)計與實現(xiàn) 30 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 II 的輸出為低電平，才能使芯片內(nèi)兩個三極管正常工作。 圖 47 KA7500B 芯片 II 外圍電路 該逆變電源的整機電路原理圖 (附錄 1) 新型逆變電源電路的設(shè)計與實現(xiàn) 31 結(jié)束語 時光荏苒 ，光陰如梭，轉(zhuǎn)眼間大學(xué)四年即將結(jié)束，回首四年的大學(xué)生活，有收獲，也有遺憾，有歡樂，也有痛 苦。 新型逆變電源電路的設(shè)計與實現(xiàn) 32 致 謝 本論文是在王剛老師的悉心指導(dǎo)下完成的。 新型逆變電源電路的設(shè)計與實現(xiàn) 33 參考文獻 [1]高鳳友 《無源逆變電源的原理與應(yīng)用》 北京：化學(xué)工業(yè)出版社， [2] 劉鳳君 《現(xiàn)代逆變技術(shù)及應(yīng)用》 —— 北京：電子工業(yè)出版社， [3] 王兆安，劉進軍 . 《 電力電子技術(shù)》第五版 .機械工業(yè)出版社， 2020,5 [4] 易龍強，戴瑜興 . SVPWM技術(shù)在單相逆變電源中的應(yīng)用，電工技術(shù)學(xué)報， 2020,22 [5] 童詩白，華成英 . 模擬電子技術(shù)基礎(chǔ)（第四版），高等教育出版社， 2020 [6] 胡賽純，李加升 . 基于 MATLAB 的 SPWM 電壓型逆變器的諧波分析，沈陽師范大學(xué)學(xué)報，第29卷第 3期， 2020