【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 MOSFET 開(kāi)關(guān)較快而無(wú)存儲(chǔ)時(shí)間，故在較高工作頻率下開(kāi)關(guān)損耗較小，另外所需的開(kāi)關(guān)驅(qū)動(dòng)功率小，降低了電路的復(fù)雜性。本設(shè)計(jì)采用的是 N 溝道增強(qiáng)型 MOSFET。只有在正的漏極電源的作用下，在柵源之間加上正向電壓（柵極接正，源極接負(fù)），才能使該場(chǎng)效應(yīng)管導(dǎo)通 [10]。當(dāng) 0 時(shí)才有可能有電流即漏極電流產(chǎn)生，即當(dāng)時(shí) MOS 管才導(dǎo) 通。 穩(wěn)壓管 圖 42 穩(wěn)壓管代表符號(hào) 穩(wěn)壓管又稱齊納二極管，是一種用特殊工藝制造的面結(jié)型硅半導(dǎo)體二極管，其代表符號(hào)如圖 42 所示。這種管子的雜質(zhì)濃度比較大，空間電荷區(qū)內(nèi)的電荷密度也大，因而該區(qū)域很窄，容易形成強(qiáng)電場(chǎng)。當(dāng)反向電壓加到某一定值是，反向電流激增，產(chǎn)生反向擊穿。穩(wěn)壓二極管工作在反向擊穿狀態(tài)時(shí)，其兩端的電壓是基本不變的。利用這一性質(zhì)，在電路里常用于構(gòu)成穩(wěn)壓電路。穩(wěn)壓二極管構(gòu)成的穩(wěn)壓電路，雖然穩(wěn)定度不很高，輸出電流也較小，但卻具有簡(jiǎn)單、經(jīng)濟(jì)實(shí)用的優(yōu)點(diǎn)，因而應(yīng)用非常廣泛。齊納管一般有兩種用法（以下 I 為工作電流， U 為標(biāo)稱穩(wěn)壓電壓， U 為實(shí)際工作電壓）：正常工作時(shí)處于“導(dǎo)通”狀態(tài)， I≥ 量級(jí)，此時(shí)齊納管起穩(wěn)壓作用， U≈ Uz。 ?正常工作時(shí)處于“截止”狀態(tài)，即 U Uz， I為 1μ A 量級(jí)，當(dāng) U“企圖”超過(guò) U 時(shí)，齊納管就會(huì)導(dǎo)通， I 急劇增長(zhǎng)，并反過(guò)來(lái)阻止 U 的繼續(xù)升高，從而起到限幅或。 圖 43 穩(wěn)壓管的 VI 特性 與門(mén) 在逆變電源電路中采用的與門(mén)芯片型號(hào)為 74LS08，其電源電壓，典型值為 5V。在本電路中，其電源可以由 TL494 芯片的基準(zhǔn)電壓輸出端提供。其輸出高電平最低為 2V，其輸出低電平最 高為 。 圖 44 與門(mén)代表符號(hào) 表 41 74LS08 功能表 輸入 輸出 A B Y AB L L L L H L H L L H H H 變壓器 圖 45 變壓器代表符號(hào) 開(kāi)關(guān)電源變壓器是加入了開(kāi)關(guān)管的電源變壓器，在電路中，除了普通變壓器的電壓變換功能，開(kāi)關(guān)電源變壓器還兼具絕緣隔離與功率傳送功能。開(kāi)關(guān)電源變壓器一般用在開(kāi)關(guān)電源等涉及高頻電路的場(chǎng)合開(kāi)關(guān)電源變壓器和開(kāi)關(guān)管一起構(gòu)成一個(gè)自激 或他激 式的間歇震蕩器 ,從而把輸入直流電壓調(diào)制成一個(gè)高頻脈沖電壓 . 起到能量傳遞和轉(zhuǎn)換作用 .在反激式電路中 , 當(dāng)開(kāi)關(guān)管導(dǎo)通時(shí) ,變壓器把電能轉(zhuǎn)換成磁場(chǎng)能儲(chǔ)存起來(lái) ,當(dāng)開(kāi)關(guān)管截止時(shí)則釋放出來(lái) . 在正激式電路中 ,當(dāng)開(kāi)關(guān)管導(dǎo)通時(shí) ,輸入電壓直接向負(fù)載供給并把能量?jī)?chǔ)存在儲(chǔ)能電感中 .當(dāng)開(kāi)關(guān)管截止時(shí) ,再由儲(chǔ)能電感進(jìn)行續(xù)流向負(fù)載傳遞 開(kāi)關(guān)變壓器一般都是工作于開(kāi)關(guān)狀態(tài)；當(dāng)輸入電壓為直流脈沖電壓時(shí)，稱為單極性脈沖輸入，如單激式變壓器開(kāi)關(guān)電源；當(dāng)輸入電壓為交流脈沖電壓時(shí)，稱為雙極性脈沖輸入，如雙激式變壓器開(kāi)關(guān)電源；因此，開(kāi)關(guān)變壓器也可以稱為脈沖變壓器，因?yàn)槠漭斎腚妷菏且恍蛄忻}沖，因?yàn)殚_(kāi)關(guān)變壓器還分正、反激輸出。 開(kāi)關(guān)電 源變壓器分單激式開(kāi)關(guān)電源變壓器和雙激式開(kāi)關(guān)電源變壓器，兩種開(kāi)關(guān)電源變壓器的工作原理和結(jié)構(gòu)并不是完全一樣的。單激式開(kāi)關(guān)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(kāi)關(guān)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。另外，為了防止磁飽和，在單激式開(kāi)關(guān)電源變壓器的鐵芯中一般都要留氣隙；而雙激式開(kāi)關(guān)電源變壓器的鐵芯磁通密度變化范圍相對(duì)來(lái)說(shuō)比較大，一般不容易出現(xiàn)磁飽和現(xiàn)象，因此，一般都不用留氣隙。 單激式開(kāi)關(guān)電源變壓器還分正激式和反激式兩種，對(duì)兩種開(kāi)關(guān)電源變壓器的技術(shù)參數(shù)要求也不一樣 ；對(duì)正激式開(kāi)關(guān)電源變壓器的初級(jí)電感量要求比較大，而對(duì)反激式開(kāi)關(guān)電源變壓器初級(jí)電感量的要求，其大小卻與輸出功率有關(guān)。 雙激式開(kāi)關(guān)電源變壓器鐵芯的磁滯損耗比較大，而單激式開(kāi)關(guān)電源變壓器鐵芯的磁滯損耗卻比較小。這些參數(shù)基本上都與變壓器鐵芯的磁化曲線有關(guān)開(kāi)關(guān)變壓器使用的磁性材料為軟磁鐵氧體 ,按其成分和應(yīng)用頻率可分為 MnZn 系和 NiZn系兩大類 .前者具有高的導(dǎo)磁率和高的飽和磁感應(yīng) ,在中頻和低頻范圍具有較低損耗 .磁芯的形狀很多 ,如 EI 型 ,E 型 ,EC 型等 /≥ 311V. （ 41） 因電路有一定的損耗，考慮一定的裕量 ，故設(shè)定直流輸出電壓 320V， 為變壓器原邊繞組匝數(shù)，為升壓變壓器副邊繞組匝數(shù)，為原邊直流電壓，為交流電壓輸出有效值 220V。 考慮全橋電路每個(gè)橋臂上的開(kāi)關(guān)管導(dǎo)通壓降為 1V，輸出的肖特基整流管的導(dǎo)通壓降為 ，則有公式： [ 2 /1]2 （ 42） 設(shè)定本逆變電源系統(tǒng)功率的傳遞效率為，所以，從而計(jì)算變壓器副邊和原邊的匝數(shù)比為： / 22 電流互感器 圖 46 電流互感器原理圖 在供電用電的線路中電流電壓大大小小相差懸殊從幾安到幾萬(wàn)安都有。為便于二次儀表測(cè)量需要轉(zhuǎn)換為比較統(tǒng)一的電流，另外 線路上的電壓都比較高如直接測(cè)量是非常危險(xiǎn)的。電流互感器就起到變流和電氣隔離作用。微型電流互感器二次電流為毫安級(jí)，主要起大互感器與采樣之間的橋梁作用。微型電流互感器稱之為“儀用電流互感器”。 電流互感器原理線路圖微型電流互感器與變壓器類似也是根據(jù)電磁感應(yīng)原理工作 ,變壓器變換的是電壓而微型電流互感器變換的是電流罷了。繞組 N1 接被測(cè)電流，稱為一次繞組（或原邊繞組、初級(jí)繞組）；繞組 N2 接測(cè)量?jī)x表，稱為二次繞組（或副邊繞組、次級(jí)繞組）。 微型電流互感器一次繞組電流 I1 與二次繞組 I2 的電流比，叫實(shí)際電流比 K。微型電流 互感器在額定工作電流下工作時(shí)的電流比叫電流互感器額定電流比，用 Kn 表示 Kn I1n/I2n[11]。 在本次設(shè)計(jì)中用電流互感器對(duì)輸出電流進(jìn)行采樣，采樣電流經(jīng)過(guò)處理后轉(zhuǎn)化為相應(yīng)的電平信號(hào)，實(shí)現(xiàn)電路的過(guò)流保護(hù)。 逆變電源主要集成芯片及其功能簡(jiǎn)介 TL494 及其應(yīng)用 圖 47 集成芯片 TL494 管腳圖 TL494 各引腳功能簡(jiǎn)介： TL494 的內(nèi)部電路由基準(zhǔn)電壓產(chǎn)生電路、振蕩電路、間歇期調(diào)整電路、兩個(gè)誤差放大器、脈寬調(diào)制比較器以及輸出電路等組成。 + 引腳 1 ：誤差放大器同向輸入 端。 引腳 2 ：誤差放大器反向輸入端。 引腳 3 ：相位校正和增益控制端。 引腳 4 ：死區(qū)控制端 , 其上加 0～ 電壓時(shí)可使截止時(shí)間從 2%線懷變化到 100%。該端與外圍電路相配合可以控制輸出脈沖，從而實(shí)現(xiàn)電路的保護(hù)功能。 引腳 5 ：外接震蕩電容。 引腳 6 ：外接震蕩電阻 ,則輸出脈沖的振蕩頻率為： f 43 引腳 7 ：接地端。 引腳 8 、 E1 引腳 9 、 C2 引腳 11 、 E2 引腳 10 分別為末級(jí)輸出三極管的集電極和發(fā)射極。 引腳 12 ：電源供電端。 引腳 13 ：輸出控制端 ,該腳接地時(shí)為并聯(lián)單端輸出方式，接 14 腳時(shí)為推挽輸出方式。 引腳 14 ： 5V 基準(zhǔn)電壓輸出端，最大輸出電流 10mA。 引腳 15 ：誤差放大器Ⅱ反向輸入端。 +引腳 引腳 16 ：誤差放大器Ⅱ同向輸入端。 SG3525A 及其應(yīng)用 隨著電力電子技術(shù)的發(fā)展， 各種大功率全控型器件相繼推出，其中 MOS 型功率晶體管發(fā)展非常迅速，由于它具有高耐壓 、低驅(qū)動(dòng)功率、良好的頻率響應(yīng)特性和開(kāi)關(guān)時(shí)間短等優(yōu)點(diǎn)，在許多方面可替代雙極型晶體管，其工作頻率可提高到 200kHz 以上，常常在開(kāi)關(guān)穩(wěn)壓電源和直流斬波電路中用作開(kāi)關(guān)管。開(kāi)關(guān)管的控制方式采用脈沖寬度調(diào)制 PWM 方式。 集成脈寬調(diào)制器 SG3525A 是美國(guó)硅通用公司（ Silicon General）生產(chǎn)的雙端輸出式脈寬調(diào)制器，工作頻率高于 100kHz,工作溫度為 0℃～ 70℃ ,適宜構(gòu)成100W～ 500W 中功率推挽輸出式開(kāi)關(guān)電源。它 是美國(guó)硅通用公司的第 2 代產(chǎn)品，它是一種性能優(yōu)良功能齊全，通用性強(qiáng)的單片集成 PWM 控制器?？捎糜隍?qū)動(dòng) N溝道的高頻功率 MOS 管，由于它簡(jiǎn)單可靠及使用方便靈活大大減化了脈寬調(diào)制器的設(shè)計(jì)及調(diào)試 [12] 。 SG3525A 是電流控制型 PWM 控制器，所謂電流控制型脈寬調(diào)制器是按照接反饋電流來(lái)調(diào)節(jié)脈寬的。在脈寬比較器的輸入端直接用流過(guò)輸出電感線圈的信號(hào)與誤差放大器輸出信號(hào)進(jìn)行比較，從而調(diào)節(jié)占空比使輸出的電感峰值電流跟隨誤差電壓變化而變化。由于結(jié)構(gòu)上有電壓環(huán)和電流環(huán)雙環(huán)系統(tǒng)，因此，無(wú)論開(kāi)關(guān)電源的電壓調(diào)整率、負(fù)載調(diào)整率 和瞬態(tài)響應(yīng)特性都有提高，是目前比較理想的新型控制器。 圖 48 SG3525A 管腳圖 SG3525A 各引腳名稱及功能： t 引腳 1 ：誤差放大器反向輸入端。在閉環(huán)系統(tǒng)中，該引腳接反饋信號(hào)。在開(kāi)環(huán)系統(tǒng)中，該端與補(bǔ)償信號(hào)輸入端（引腳 9）相連，可構(gòu)成跟隨器。 t 引腳 2 ：誤差放大器同向輸入端。在閉環(huán)系統(tǒng)和開(kāi)環(huán)系統(tǒng)中，該端接給定信號(hào)。根據(jù)需要，在該端與補(bǔ)償信號(hào)輸入端（引腳 9）之間接入不同類型的反饋網(wǎng)絡(luò)，可以構(gòu)成比例、比例積分和積分等類型的調(diào)節(jié)器。 引腳 3 ：振蕩器外接同步信號(hào)輸入 端。該端接外部同步脈沖信號(hào)可實(shí)現(xiàn)與外電路同步。 ut 引腳 4 ：振蕩器輸出端。 引腳 5 ：振蕩器定時(shí)電容接入端。 （引腳 6） ：振蕩器定時(shí)電阻接入端。 引腳 7 ：振蕩器放電端。該端與引腳 5 之間外接一只放電電阻，構(gòu)成放電回路。片內(nèi)鋸齒波振蕩器的振蕩頻率為：