全國大學(xué)生電子設(shè)計競賽設(shè)計報告_單相正弦逆變電源(編輯修改稿)
2024-09-04 07:28 本頁面
【文章內(nèi)容簡介】 DCAC變換器方案論證及選擇方案1：全橋DCAC變換器全橋DCAC變換器。全橋電路中互為對角的兩個開關(guān)同時導(dǎo)通，而同一側(cè)的半橋上下兩開關(guān)交替導(dǎo)通，將直流電壓成幅值為 的交流電壓，加在變壓器一次側(cè)。改變開關(guān)的占空比，也就改變了輸出電壓 。 全橋逆變器方案2：半橋DCAC變換器 在驅(qū)動電壓的輪流開關(guān)作用下,半橋電路兩只晶體管交替導(dǎo)通和截止,它們在變壓器T原邊產(chǎn)生高壓開關(guān)脈沖,從而在副邊感應(yīng)出交變的方波脈沖,實現(xiàn)功率轉(zhuǎn)換。半橋電路輸入電壓只有一半加在變壓器一次側(cè)，這導(dǎo)致電流峰值增加，因此半橋電路只在500W或更低輸出功率場合下使用，同時它具有抗不平衡能力，從而得到廣泛應(yīng)用。 半橋逆變器方案選擇：方案1和方案2都可以作為DCAC變換器的逆變橋，由兩者的工作原理可知，半橋需要兩個開關(guān)管，全橋需要四個開關(guān)管。半橋和全橋的開關(guān)管的耐壓都為,而半橋輸出的電壓峰值是，全橋輸出電壓的峰值是，所以在獲得同樣的輸出電壓的時候，全橋的供電電壓可以比半橋的供電電壓低一半。出于這點的考慮，決定采用全橋逆變，即方案1。 輔助電源方案論證及選擇方案1：線性穩(wěn)壓電路 7805是常用的三端穩(wěn)壓集成電路，這是一個輸出正5V直流電壓的穩(wěn)壓電源電路。IC采用集成穩(wěn)壓器7805，CC2分別為輸入端和輸出端濾波電容，RL為負(fù)載電阻。 線性穩(wěn)壓電路方案2：Buck降壓變換器 ，承擔(dān)開關(guān)切換功能的器件常為功率MOS管，輸出濾波電容由低頻濾波性能良好的大容量電解電容Co1和高頻濾波特性良好的小容量CBB電容Co2組成。為防止自激，需增加輸入濾波電容CiCi2。 Buck變換器方案比較：方案1的優(yōu)點在于可以使用很少的元器件構(gòu)成輔助電源，但是效率較低。方案2的優(yōu)點在于效率高，可達(dá)90%，且?guī)лd能力強，缺點是需要的元器件多，且成本較高。由于輔助電源要位單片機及其他芯片供電，會影響到整個系統(tǒng)的效率，所以采用方案2。 整體方案 經(jīng)過方案的對比和分析，總結(jié)出了整體的設(shè)計方案框圖。首先采用DCDC變換器把12V的直流電壓升至52V；在DCAC逆變器中，為保證輸出真有效值為36V且無截止失真和飽和失真的正弦波電源信號，輸出電壓反饋采用SPWM信號脈寬調(diào)節(jié)的方式；輸出電壓使用AD637進(jìn)行有效值轉(zhuǎn)換后，由STM8單片機進(jìn)行ADC采樣后分析，并在LCD12864屏幕上顯示。各模塊分析將在單元模塊設(shè)計中介紹。 整體框圖3. 單元模塊設(shè)計 DCDC變換器設(shè)計 本DCDC變換器采用Boost拓?fù)洌暾娐啡鐖DX所示。 PWM控制電路由UC3842及其外圍電路組成，動態(tài)穩(wěn)定輸出電壓。UC3842是一種性能優(yōu)良的電流控制型脈寬調(diào)制芯片，內(nèi)部結(jié)構(gòu)如圖。該調(diào)制器單端輸出，能直接驅(qū)動雙極型的功率管或場效應(yīng)管。其主要優(yōu)點是其管腳效應(yīng)少，外圍電路簡單，%，工作頻率最高達(dá)500KHz，啟動電流小于1mA，正常工作電流為5mA，并可利用高頻變壓器實現(xiàn)與電網(wǎng)的隔離。該芯片集成了振蕩器、具有高溫補償?shù)母咴鲆嬲`差放大器、電流檢測比較器、圖騰柱輸出電流、輸入和基準(zhǔn)欠電壓鎖定電路以及PWM鎖存器電路。 UC3842內(nèi)部結(jié)構(gòu)整體Boost ，主要包括自舉電路、PWM控制電路、以及電流采樣電路。 DCDC變換器 DCAC逆變器設(shè)計DCAC逆變器采用兩個半橋驅(qū)動芯片分別驅(qū)動全橋的兩邊場效應(yīng)管，使其按SPWM波驅(qū)動信號交替導(dǎo)通，輸出包絡(luò)與SPWM波相同，功率放
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