【正文】
e corruption and improve power quality is plying national or international EMC regulations. CISPR, IEC, FCC and VDE are among the most famous anizations from Europe, USA and Germany who are responsible for determining and publishing the most important EMC regulations. IEC and VDE requirement and limitations on conducted emission are shown in Fig. 3 and Fig. 4 ??7 ??9 . For different groups of consumers different classes of regulations could be plied. Class A for mon consumers and class B with more hard limitations for special consumers are separated in Fig. 3 and Fig. 4. Frequency range of limitation is different for IEC and VDE that are 150 kHz up to 30 MH z and 10 kHz up to 30 MHz respectively. Compliance of regulations is evaluated by parison of measured or calculated conducted interference level in the mentioned frequency range with the stated requirements in regulations. In united European munity pliance of regulation is mandatory and products must have certified label to show covering of requirements ??8 . 34 IV. ELECTROMAGNETIC CONDUCTED INTERFERENCE MEASUREMENT A. Line Impedance Stabilization Network (LISN) 35 1Providing a low impedance path to transfer power from source to power electronics converter and load. 2Providing a low impedance path from interference source, here power electronics converter, to measurement port. 36 37 Variation of LISN impedance versus frequency with the mentioned topology is presented in Fig. 7. LISN has stabilized impedance in the range of conducted EMI measurement ??7 . Variation of level of signal at the output of LISN versus frequency is the spectrum of interference. The electromagic patibility of a system can be evaluated by parison of its interference spectrum with the standard limitations. The level of signal at the output of LISN in frequency range 10 kHz up to 30 MHz or 150 kHz up to 30 MHz is criterion of patibility and should be under the standard limitations. In practical situations, the LISN output is connected to a spectrum analyzer and interference measurement is carried out. But for modeling and simulation purposes, the LISN output spectrum is calculated using appropriate software. 參考文獻(xiàn) [1] Mohan, Undeland, and Robbins, ―Power Electronics Converters, Applications and Design‖ 3rd edition, John Wiley amp。 該逆變電源可將電瓶的 12V直流電轉(zhuǎn)換為 220V/50Hz 的交流電,供數(shù)碼相機(jī)、 CD 機(jī)、 MD 唱機(jī)、筆記本電腦、小型錄像機(jī)、電動(dòng)剃須刀、手機(jī)等便攜式產(chǎn)品使用。若發(fā)生輸入電流過(guò)大、輸出電壓 過(guò)大或者電路工作環(huán)境過(guò)熱的情況均會(huì)使 LED 指示燈變暗,說(shuō)明逆變電路停止工作。芯片內(nèi)置比較器 II 的輸出為低電平。這里取 200Ω。限流電阻可選擇10 KΩ 、 1 KΩ 、 、 KΩ 的經(jīng)典取值。因?yàn)?VT3 截止, 220V 電壓無(wú)法送至輸出。選其中一部分作為說(shuō)明。 圖 32 輸入過(guò)壓電路保護(hù)圖 輸出過(guò)壓保護(hù)電路 電路結(jié)構(gòu)如圖 33,當(dāng)輸出電壓過(guò)高時(shí)將導(dǎo)致穩(wěn)壓管 DZ1 擊穿,使TL494 芯片 II 的 4 腳對(duì)地的電壓升高,啟動(dòng) TL494 芯片 II 的保護(hù)電路,切斷輸出。當(dāng) C1 和 R1 充電完成, C1 和 R2 支路開始處于放電狀態(tài),當(dāng) C1 放電完成時(shí), TL494 芯片 I 的同相輸入端由低電平翻轉(zhuǎn)為高電平,導(dǎo)致 TL494 芯片 I 的 3 腳即反饋輸入端為高電平狀態(tài),進(jìn)而導(dǎo) 15 致 TL494 芯片內(nèi)部的 PWM 比較器、或門、或非門的輸出均發(fā)生翻轉(zhuǎn), TL494芯片內(nèi)置功率輸出級(jí)三極管 VT 1 和 VT2 均轉(zhuǎn)為截止?fàn)顟B(tài)。四只整流二極管 D1~D4 接成電橋的形式,稱單相橋式整流電路 [2]。當(dāng) VT1 導(dǎo)通時(shí), VT2 截止,場(chǎng)效應(yīng)管 VT 3 因?yàn)闁艠O無(wú)正偏壓而截止,而此時(shí) VT2 截止,導(dǎo)致場(chǎng)效應(yīng)管 VT 4 柵極有正偏壓而導(dǎo)通。中心器件變壓器 T1,實(shí)現(xiàn)電壓由 12V 脈沖電壓轉(zhuǎn)變?yōu)?220V 脈沖電壓。當(dāng) Vgs 0 時(shí)才有可能有電流即漏極電流產(chǎn)生。由于它僅靠半導(dǎo)體中的多數(shù)載流子導(dǎo)電,又稱單機(jī)型晶體管,場(chǎng)效應(yīng)管不但具備雙極型晶體管體積小、重量輕、壽 12 命長(zhǎng)等優(yōu)點(diǎn),而且輸入回路的內(nèi)阻高達(dá) 1071012Ω,噪聲低、熱穩(wěn)定性好、抗輻射能力強(qiáng),且比后者耗電省,這些優(yōu)點(diǎn)使之從 20 世紀(jì) 60 年代誕生起就廣泛地應(yīng)用于各種電子電路之中。如果工作于單端狀態(tài),且占空比小于 50%時(shí) ,則輸出驅(qū)動(dòng)信號(hào)可分別從 VT 1 和 VT2 中取得。當(dāng)輸出端接地時(shí),最大輸出占空比為 96%,當(dāng)輸出端接參考電平時(shí),占空比為 48%。利用此特點(diǎn),在 4 腳和 14 腳之間接一個(gè)電容,可達(dá)到輸出軟啟動(dòng)的目的,還可以供短路保護(hù)用。 3. 內(nèi)部有一對(duì)誤差放大器,可做反饋放大及保護(hù)功能,控制非常方便。 有推或拉兩種輸出方式。 逆變電源的主要元器件及其特性 TL494 電流模式 PWM 控制器 TL494 是一種固定頻率脈沖寬度調(diào)制電路 [1],它包含了開關(guān)電源控制所需的全部功能,廣泛用于單端正激雙管式、半橋式以及全橋式開關(guān)電源。在該電路中都是利用 TL494 的輸出端作為逆變電路工作狀態(tài)的控制端。全橋電路以 50Hz 的頻率交替導(dǎo)通,產(chǎn)生 50Hz交流電。 U dS 1S 2負(fù) 載 U 0S 3S 4i 0 圖 21 逆變電路 5 Tu 0t 1t 2i 0 圖 22 逆變電路波形 1. 本設(shè)計(jì)的基本構(gòu)成及其原理 該設(shè)計(jì)電路的 方框圖如圖 23。圖中S1S4 是橋式電路的 4 個(gè)臂,他們由電力電子器件及其輔助電路組成。因此具有相當(dāng)強(qiáng)的通用性。值得注意的是,開關(guān)電源的輸出噪聲和紋波一般比線性電源大,所以在需要非常低的噪聲與紋波(如紋波峰峰值要小于 5~10mV)的情況下,仍需要線性電源,由于大功率全功率非常大( 1MW 以上)時(shí),仍需采用相控電源。在工作時(shí)的持續(xù)輸出功率為 150W,具有工作正常指示燈、輸出過(guò)壓保護(hù)、輸入過(guò)壓保護(hù)以及過(guò) 熱保護(hù)等功能。其功率從零點(diǎn)幾瓦到數(shù)十千瓦, 廣泛用于生活、生產(chǎn)、科研、軍事等各個(gè)領(lǐng)域。由于開關(guān)變壓器的頻率很高,同樣的功率,體積可以做的很小,所以整個(gè)電源可以做到體積小重量輕。 3 第 1 章 簡(jiǎn)介 概述 逆變電源是將直流點(diǎn)逆變成交流電,本設(shè)計(jì)逆變電源工作是的持續(xù)輸出功率為 150W,并且具有輸出過(guò)壓保護(hù)以及過(guò)熱保護(hù)等功能。當(dāng)負(fù)載為電阻時(shí),負(fù)載電流 i0 和電壓 u0 的波形形狀相同,相位也相同,當(dāng)負(fù)載為阻感時(shí), i0 相位滯后于 u0,兩者波形的形狀也不同,圖 22 給出的就是阻感負(fù)載時(shí)的 i0 波形。逆變電路又包括頻率產(chǎn)生電路( 50KHz 和 50Hz PWM 脈沖寬度調(diào)制電路)、直流變換電路 (DC/DC)將 12V 直流轉(zhuǎn)換成 220V 直流、交流變換電路 (DC/AC)將 12V 直流變換為 220V 交流。一旦輸入電壓出現(xiàn)過(guò)大或者過(guò)小時(shí),保護(hù)電路立即啟動(dòng),然后停止逆變電路 I 的工作。 3. 輸出功率:大于 100W。 TL494 內(nèi)置線性鋸齒波振蕩器,外置振蕩元件僅兩個(gè)(一個(gè)電阻和一個(gè)電容)。當(dāng)該腳接基準(zhǔn)電壓是,輸出呈推挽型,輸出方波最大占空比為 48%; 當(dāng)該腳 接地是 內(nèi)部二 個(gè)輸出晶 體管并聯(lián) 工作輸出 電流可達(dá)400mA,最大占空比為 96% 5 14 +5 +5V 基準(zhǔn)電源輸出端,可輸出 5V 的基準(zhǔn)參考電壓 5 15 V2() 誤差放大器 2 誤差信號(hào)輸入端(反相信號(hào)端) 16 V2(+) 誤差放大器 2 誤差信號(hào)輸入端(同相信號(hào)端) 0 9 3. 工作原理 TL494 是一個(gè)固定頻率 PWM 控制電路,其內(nèi)部結(jié)構(gòu)如圖 26 所示。 5. 可以選擇單端、并聯(lián)及交替三種輸出方式。三極管 VT1 和 VT2 受控于或非門。兩個(gè)誤差放大器具有從 到 的共模輸入范圍,這可從電源的輸出電壓和電流中察覺(jué)到。在這種狀態(tài)下,輸出脈沖的頻率將等于振蕩器的頻率。其代表符號(hào)如圖 27。 用于 50Hz 低頻三極管選擇 KSP44 型,它是 NPN 型三極管。經(jīng)過(guò)實(shí)踐調(diào)制選擇初級(jí)匝數(shù)為 102,次級(jí)匝數(shù)為 190。 VT1 和VT 2 因?yàn)榛鶚O都為高電 平而飽和導(dǎo)通,而場(chǎng)效應(yīng)管 VT VT4 將因柵極無(wú)正偏壓都處于截止?fàn)顟B(tài),逆變電源停止工作, LED 指示燈熄滅。輸出 220V 高壓直流電,供后繼逆變電路使用 。穩(wěn)壓管的穩(wěn)壓值一般為輸入電壓的 100%~130%。后繼電路為 220V/50Hz 輸出 ,其中負(fù)載電阻為 100 KΩ ,TL494 芯片 II 的輸出腳電壓最大為 12V, R1 為限流電阻可取值為 100KΩ ,R2 為保護(hù)電阻可取為 16KΩ ,根據(jù)電路分壓知識(shí) [ 8],則 R2 上的電壓為: U=R2 220/(R1+R1)=220 16/116≈ (32) 即穩(wěn)壓管的電壓取值最大為 ,這里穩(wěn)壓管取值為 30V。當(dāng) VT00 導(dǎo)通時(shí),即 VT01 截止時(shí): VT1 的基級(jí)沒(méi)有正偏壓,從而使 VT1 截止,然后 VT3 的柵極有 12V 正偏電壓,使 VT3 導(dǎo)通。原理同上。 圖 34 DC/AC 轉(zhuǎn)換電路圖 圖 35 簡(jiǎn)化圖 18 TL494 芯片 Ⅰ 外圍電路 電路結(jié)構(gòu)如圖 36,包含過(guò)熱保護(hù)電路及振蕩電路。該脈寬調(diào)制器的振蕩頻率為 50KHz,由公式( 21)知tt1OSCF CR=? ,圖中 C R3 為芯片的振蕩元件。 C1 和 R2 是芯片的振蕩元件,即是 R2 取值為 220 KΩ , C1 取值為 。 21 結(jié) 論 逆變電源應(yīng)用廣泛, 但是電路復(fù)雜 ,價(jià)格比較昂貴,為此設(shè)計(jì)一款逆變電源。 在這里,我要感謝老師的精心培養(yǎng)和教導(dǎo),同學(xué)們得支持和鼓勵(lì)。在這篇論文 之 中介紹了各種各樣的傳導(dǎo)干擾, 電磁干擾 規(guī)章 以及 傳導(dǎo)性 電磁干擾 的測(cè)量。生產(chǎn)商將生產(chǎn)的產(chǎn)品投放到市場(chǎng),遵守電磁兼容性規(guī)章是必要的