【正文】 Q4以頻率為50KHz交替導(dǎo)通，使變壓器的初級(jí)輸入端有50KHz的交流電。當(dāng)Q1導(dǎo)通時(shí)，場(chǎng)效應(yīng)管Q3因?yàn)闁艠O無(wú)正偏壓而截止，而此時(shí)Q2截止，導(dǎo)致場(chǎng)效應(yīng)管Q4柵極有正偏壓而導(dǎo)通。當(dāng)Q1導(dǎo)通時(shí)，Q2截止，場(chǎng)效應(yīng)管Q3因?yàn)闁艠O無(wú)正偏壓而截止，而此時(shí)Q2截止，導(dǎo)致場(chǎng)效應(yīng)管Q4柵極有正偏壓而導(dǎo)通。且交替導(dǎo)通時(shí)其峰值電壓為12V，即產(chǎn)生了12V/50KHz的交流電。極性電容C3濾去12V直流中的交流成分，降低輸入干擾[14]。濾波電容C1可取為2200uF。整流濾波電路由四只整流二極管和一個(gè)濾波電容組成。四只整流二極管D3～D6接成電橋的形式，稱(chēng)單相橋式整流電路。在橋式整流電路中，電容C4濾去了電路中的交流成分，此處濾波取值為10uF。圖中的推挽場(chǎng)效應(yīng)管Q3，Q4在工作時(shí)會(huì)通過(guò)大電流，經(jīng)過(guò)計(jì)算電流約為19A，電流為32A，滿足要求。 圖416 直流變換電路圖 DC/AC變換電路圖417 DC/AC轉(zhuǎn)換電路圖DC/AC電路結(jié)構(gòu)如圖417所示，該變換電路為全橋橋式電路。電路中各輸入輸出波形如圖418所示：由集成芯片ICL8038產(chǎn)生的50Hz正弦波一路輸入SG3525A內(nèi)部與鋸齒波比較產(chǎn)生兩路互補(bǔ)的正弦波調(diào)寬脈沖分別由SG3525A的高輸出端和低輸出端輸出。其高端和低端輸出的兩列波形圖418（a）中的和。如果將此脈沖直接輸入驅(qū)動(dòng)芯片來(lái)驅(qū)動(dòng)全橋電路，如在正弦波的前半個(gè)周期，驅(qū)動(dòng)脈沖會(huì)使電路中的Q5和Q8兩個(gè)場(chǎng)效應(yīng)管在前半個(gè)周期內(nèi)的絕大多數(shù)時(shí)間處于導(dǎo)通。經(jīng)過(guò)濾波后輸出為220V的工頻正弦波的前半個(gè)周期[15]。但是在Q5和Q8關(guān)斷的很短時(shí)間內(nèi)，另一路會(huì)輸入一系列時(shí)間極短的電平脈沖，這些脈沖會(huì)使Q6和Q7瞬間導(dǎo)通，這樣可能會(huì)在輸出端輸出一列相位相反的尖峰脈沖，會(huì)影響輸出的正弦波。因而在本次設(shè)計(jì)中，SG3525A輸出的調(diào)寬脈沖并不直接用來(lái)驅(qū)動(dòng)全橋電路。而是分別輸入兩個(gè)與門(mén)的一個(gè)輸入端。由ICL8038產(chǎn)生的正弦波經(jīng)相應(yīng)處理后轉(zhuǎn)化為兩列相位互補(bǔ)的50Hz方波，如圖418（b）所示這兩列方波信號(hào)分別輸入兩個(gè)與門(mén)電路的另一個(gè)輸入端，經(jīng)過(guò)相與后可以去掉SG3525A輸出的調(diào)寬波的半個(gè)周期的瞬間方波脈沖，如圖418（c）所示，這樣可以使避免輸出的正弦波形中的雜波干擾，使得輸出波形更加完。同時(shí)這種方式可以減少開(kāi)關(guān)管的損耗，增加開(kāi)關(guān)管的可靠性，提高逆變電源的效率。在逆變電源中，場(chǎng)效應(yīng)管應(yīng)當(dāng)能承受320V的直流高壓電，考慮到電壓波動(dòng)以及一定的裕量，場(chǎng)效應(yīng)管的電壓參數(shù)應(yīng)大于400V,參照?qǐng)鲂?yīng)管的參數(shù)表，故選用型號(hào)為IRF820A的場(chǎng)效應(yīng)管。其耐壓值為500V,。足以滿足逆變電源320V以及最大電流1A的要求。（a）FB2FB1（b）LOHO（c）圖418 正弦波脈沖調(diào)寬波形圖 逆變電源保護(hù)電路 輸入過(guò)壓保護(hù)電路圖419 輸入過(guò)壓保護(hù)電路 電源輸入過(guò)壓保護(hù)電路如圖419所示：VCC為電源電壓，VCC通過(guò)R1和R2產(chǎn)生一個(gè)分壓，該分壓加到脈沖產(chǎn)生芯片TL494的引腳1，即誤差放大器同向輸入端，引腳2為反相輸入端，電路正常情況下2腳電壓應(yīng)略高于1腳電壓才能保證誤差比較器I的輸出為低電平，才能使芯片內(nèi)兩個(gè)三極管正常工作。由于引腳2與基準(zhǔn)電壓輸出端14腳相連，則引腳2的電壓為基準(zhǔn)電壓5V。但是當(dāng)輸入電壓過(guò)高超過(guò)15V時(shí)，1腳處的電壓則會(huì)高于5V，即高于2腳的電壓，則誤差放大器Ⅰ輸出高電平，則TL494停止工作，從而實(shí)現(xiàn)過(guò)壓保護(hù)。 輸入欠壓保護(hù)電路欠壓保護(hù)電路如圖420所示，它監(jiān)測(cè)蓄電池的電壓狀況，保護(hù)電路開(kāi)始工作，使控制器SG3525A的腳10關(guān)斷端輸出高電平，停止驅(qū)動(dòng)信號(hào)輸出。圖420中運(yùn)算放大器的正向輸入端的電壓由R1和R3分壓得到，而反向輸入端的電壓由穩(wěn)壓管箝位在＋9V，正常工作的時(shí)候，由三極管V導(dǎo)通，IR2110輸出驅(qū)動(dòng)信號(hào)，驅(qū)動(dòng)晶閘管正常工作，實(shí)現(xiàn)逆變電源的設(shè)計(jì)[16]。當(dāng)蓄電池的電壓下降超過(guò)預(yù)定值后，運(yùn)算放大器開(kāi)始工作，輸出跳轉(zhuǎn)為負(fù)，同時(shí)三級(jí)管V截止，向SG3525A的SD端輸出高電平，封鎖IR2110的輸出驅(qū)動(dòng)信號(hào)，此時(shí)沒(méi)有逆變電壓的輸出。由于設(shè)置的穩(wěn)壓值為9V，對(duì)照常用穩(wěn)壓管的參數(shù)表，用于欠壓保護(hù)的穩(wěn)壓管型號(hào)為1N5239A,，,最大工作電流為50mA。 圖420 欠壓保護(hù)電路圖 過(guò)熱保護(hù)電路因?yàn)槟孀冸娫搭l率很高，當(dāng)接大功率負(fù)載時(shí)逆變器會(huì)發(fā)熱，處于過(guò)熱狀態(tài)會(huì)影響一部分元器件的性能，會(huì)影響逆變器的使用壽命。因而在電路中加入過(guò)熱保護(hù)電路，當(dāng)溫度高于某一個(gè)設(shè)定值時(shí)，逆變器立刻停止工作，使溫度降低，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)逆變器的過(guò)熱保護(hù)。圖421 過(guò)熱保護(hù)電路電路結(jié)構(gòu)如圖421。15腳為芯片TL494的反相輸入端，16為同相輸入端，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(gè)三極管正常工作。因?yàn)樾酒瑑?nèi)置5V基準(zhǔn)電壓源，負(fù)載能力為10mA。所以15腳電壓應(yīng)高于5V。15腳電壓U計(jì)算式為： U=12R5247。(R3+R4+R5) (47)這里R4為正溫度系數(shù)熱敏電阻，常溫阻值可在150～300范圍內(nèi)任選，適當(dāng)選大寫(xiě)可提高過(guò)熱保護(hù)電路啟動(dòng)的靈敏度[17]。這里取200。R3取36，R5取39，C1為濾波電容，符合要求。 輸出過(guò)壓保護(hù)電路輸出過(guò)壓保護(hù)電路結(jié)構(gòu)如圖422，電阻R41和R42對(duì)輸出電壓進(jìn)行采樣，當(dāng)輸出電壓過(guò)高時(shí)將導(dǎo)致穩(wěn)壓管D15擊穿，使SG3525A芯片的10腳對(duì)地的電壓升高，使芯片SG3525A停止輸出驅(qū)動(dòng)脈沖，切斷輸出[18]。設(shè)允許輸出的最高電壓為230v。穩(wěn)壓管的穩(wěn)壓值一般規(guī)定為輸出電壓的130%～150%。后繼電路為220V/50Hz輸出，其中電阻R41為100，根據(jù)電路分壓知識(shí)，則R2上的電壓為：230247。=10V (48),用來(lái)濾波。對(duì)照常用穩(wěn)壓管的參數(shù)表，用于輸出過(guò)壓保護(hù)的穩(wěn)壓管型號(hào)為1N5240A,其穩(wěn)壓值為10V,，最大工作電流為45mA，滿足電路要求。圖422 輸出過(guò)壓保護(hù)電路圖 輸出過(guò)流保護(hù)電路圖423 輸出過(guò)流保護(hù)電路圖輸出電流保護(hù)電路如圖423所示：電流采樣由電流互感器T2完成，電流互感器的原邊直接串聯(lián)在逆變電源的輸出端，原邊的工頻電流會(huì)在副邊感生出感應(yīng)電流。該感生電流經(jīng)過(guò)整流濾波之后通過(guò)分壓電阻R20轉(zhuǎn)化為電壓信號(hào)，然后將該電壓信號(hào)輸入到電壓比較器U2A的反向端，通過(guò)與正向端的基準(zhǔn)電壓比較來(lái)輸出相應(yīng)的電平信號(hào)，該電平信號(hào)輸入驅(qū)動(dòng)芯片IR2110的控制端SD實(shí)現(xiàn)對(duì)電路的保護(hù)功能[19]。,電流互感器的原副邊匝數(shù)比為1：，在副邊會(huì)感生出10mA的電流，經(jīng)過(guò)整流橋和濾波電容的整流濾波之后轉(zhuǎn)換為穩(wěn)定的直流電流，經(jīng)過(guò)可變電阻R20后在運(yùn)放的反向端輸入一個(gè)電壓，取R20為1K,則反向端電壓為5V。調(diào)整R19，使得正向端的電壓也為5V,，運(yùn)放輸出低電平，則Q10集電極向IR2110的SD腳輸出高電平，逆變器停止工作，從而實(shí)現(xiàn)過(guò)流保護(hù)。 結(jié)論本文設(shè)計(jì)了一款高性能的車(chē)載逆變電源。該電源采用的是比較經(jīng)典的兩級(jí)變換的方式，即第一級(jí)是運(yùn)用直流/直流的變換方式，第二級(jí)是運(yùn)用直流/交流的變換方式。在該高性能車(chē)載逆變器中采用中間直流環(huán)節(jié)的高頻變壓器式逆變電源系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，它由高頻變壓器升壓、整流濾波、高頻SPWM逆變和高頻濾波輸出組成。因它工作在高頻情況下，可使變壓器、濾波電容、電容的體積及重量減小，噪聲降低，反應(yīng)速度提高。其中的高頻SPWM由集成芯片構(gòu)成的純硬件電路來(lái)產(chǎn)生，避免了使用單片機(jī)而需要大量計(jì)算和編程的麻煩。該逆變器的主要功能是把汽車(chē)上的蓄電瓶提供的12V直流電壓變換成電器所需要的220V/50Hz的交流電，來(lái)對(duì)我們車(chē)上的一些用電設(shè)備進(jìn)行供電，方便我們的出行。本設(shè)計(jì)具有靈活方便、適用范圍廣的特點(diǎn)，基本能夠滿足實(shí)踐需求。而且本設(shè)計(jì)采用高頻逆變方式，具有噪聲降低、反應(yīng)速度提高以及電路調(diào)整靈活的優(yōu)點(diǎn)。設(shè)計(jì)符合逆變電源小型化、輕量化、高頻化以及高可靠性、低噪聲的發(fā)展趨勢(shì)。致 謝大學(xué)生活一晃而過(guò)，回首走過(guò)的歲月，心中倍感充實(shí)，當(dāng)我寫(xiě)完這篇畢業(yè)論文的時(shí)候有一種如釋重負(fù)的感覺(jué)，感慨良多。在論文完成之際，我的心情萬(wàn)分激動(dòng)。從論文的選題、資料的收集到論文的撰寫(xiě)編排整個(gè)過(guò)程中，我得到了許多的熱情幫助。首先誠(chéng)摯的感謝我的論文指導(dǎo)老師杜老師。他在忙碌的教學(xué)工作中擠出時(shí)間來(lái)指導(dǎo)我的畢業(yè)設(shè)計(jì)并審查、修改我的論文。同時(shí)，杜老師淵博的學(xué)識(shí)、嚴(yán)謹(jǐn)?shù)闹螌W(xué)態(tài)度也令我十分敬佩，是我以后學(xué)習(xí)和工作的榜樣, 在此表示對(duì)杜老師最誠(chéng)摯的謝意。同時(shí)還要感謝的還有梁萬(wàn)用老師，本課題在選題及研究過(guò)程中得到梁萬(wàn)用老師的悉心指導(dǎo)。梁老師多次詢問(wèn)研究進(jìn)程，并為我指點(diǎn)迷津，幫助我開(kāi)拓研究思路，精心點(diǎn)撥、熱忱鼓勵(lì)，提出了一系列可行性的建議，在此同樣致以誠(chéng)摯的謝意。還有教過(guò)我的所有老師們，你們嚴(yán)謹(jǐn)細(xì)致、一絲不茍的作風(fēng)一直是我工作、學(xué)習(xí)中的榜樣；他們循循善誘的教導(dǎo)和不拘一格的思路給予我無(wú)盡的啟迪。感謝四年中陪伴在我身邊的同學(xué)、朋友，感謝他們?yōu)槲姨岢龅挠幸娴慕ㄗh和意見(jiàn)，有了他們的支持、鼓勵(lì)和幫助，我才能充實(shí)的度過(guò)了四年的學(xué)習(xí)生活。四年的大學(xué)讓我學(xué)到了很多，也成長(zhǎng)了很多，在未來(lái)的日子里，我會(huì)更加努力的學(xué)習(xí)和工作，不辜負(fù)父母、老師以及同學(xué)對(duì)我的殷殷期望！ 參考文獻(xiàn)[1] (第五版)[M].北京：高等教育出版社，—67[2] 胡宴如,[M].北京：高等教育出版社，2006. 58—79[3] 李小堅(jiān),趙山林,馮小君, DXP 電路設(shè)計(jì)與制版實(shí)用教程（第2版）[M].北京:人民郵電出版社,—93[4] 周志敏,周紀(jì)海,[M].北京:人民郵電出版社, [5] 康華光,（模擬部分）（第四版）[M].北京:高等教育出版社,[6] （第五版）[M].高等教育出版社,[7] RCA Silicon Power Circuit Manual. 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