【正文】 CT。再通過R13和C3反饋回路。構(gòu)成頻率補(bǔ)償網(wǎng)絡(luò)。C6為軟啟動時間設(shè)定電容。SPWM波的原理在進(jìn)行脈寬調(diào)制時，使脈沖系列的占空比按正弦規(guī)律來安排。當(dāng)正弦值為最大值時，脈沖寬度也最大，脈沖間隔最小，反之正弦值較小時，脈沖寬度也小，脈沖間的間隔較大。這樣的電壓脈沖系列可以使負(fù)載電流中的高次諧波成分大為減少，成為正弦波脈寬調(diào)制。SPWM調(diào)制信號的產(chǎn)生要得到正弦電壓的輸出，就要使逆變電路的控制信號以SPWM方式控制功率管的開關(guān)，所得到的脈沖方波輸出再經(jīng)過濾波就可以得到正弦輸出電壓。通過SG3525來實(shí)現(xiàn)輸出正弦電壓，首先要得到SPWM的調(diào)制信號，而要得到SPWM調(diào)制信號，必須得有一個幅值在l～35V，按正弦規(guī)律變化的饅頭波，將它加到SG3525腳2，并與鋸齒波比較，(a)所示，(b)所示。誤差信號基準(zhǔn)電壓加法器整流電路濾波電路調(diào)制電路基準(zhǔn)方波SG3525時序電路(a)SPWM波控制電路框圖(b)SPWM電路主要節(jié)點(diǎn)波形(a)(b)可知，基準(zhǔn)50Hz的方波是由555芯片生成的，用來控制輸出電壓有效值和基準(zhǔn)值比較產(chǎn)生的誤差信號，使其轉(zhuǎn)換成50Hz的方波，經(jīng)過低頻濾波，得到正弦的控制信號。保護(hù)電路模塊該系統(tǒng)是由直流邊交流，弱點(diǎn)變?yōu)閺?qiáng)電。故對系統(tǒng)進(jìn)行必要的安全保護(hù)是必須的，在對系統(tǒng)進(jìn)行調(diào)試時必須要注意安全。系統(tǒng)除了芯片本身具有的保護(hù)措施外，還對系統(tǒng)進(jìn)行了專門的保護(hù)，具體如下。過電流保護(hù)采用電流互感器作為電流檢測元件，其具有足夠快的響應(yīng)速度，能夠在IGBT允許的過流時間內(nèi)將其關(guān)斷，起到保護(hù)作用。，過流保護(hù)信號取自CT2，經(jīng)分壓、濾波后加至電壓比較器的同相輸入端。當(dāng)同相輸入端過電流檢測信號比反相輸入端參考電平高時，比較器輸出高電平，使D2從原來的反向偏置狀態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)檎驅(qū)?，并把同相端電位提升為高電平，使電壓比較器一直穩(wěn)定輸出高電平。同時，該過電流信號還送到SG3525的腳10。當(dāng)SG3525的腳10為高電平時，其腳11及腳14上輸出的脈寬調(diào)制脈沖就會立即消失而成為零。過電流保護(hù)電路。是用電流互感器檢測電流輸出，當(dāng)沒有電流輸出時，使三極管Q8截止，從而使RSCK為高電平，停止輸出SPWM波。8s后，再輸出一組SPWM波，若仍為空載，則繼續(xù)上述過程。若有電流輸出則Q8導(dǎo)通，使得RSCK為低電平，連續(xù)輸出SPWM波形，逆變電路正常工作?？蛰d檢測電路圖。此電路圖是短路保護(hù)，通過470千歐電阻得到電流，并使這電流通過光電耦合器，當(dāng)電流過高時使得SPWM波不輸出，關(guān)閉IGBT形成保護(hù)。故障排除后光電耦合器輸出關(guān)斷，逆變器正常工作。浪涌短路保護(hù)電路原理圖第4章單元控制電路設(shè)計(jì)DCAC電路設(shè)計(jì)由前面論證已經(jīng)明確采用全控橋式逆變電路。其中各橋臂通斷由SPWM波控制的IGBT完成。系統(tǒng)采用SG3525來實(shí)現(xiàn)SPWM控制信號的輸出。SG3525引腳及內(nèi)部框圖直流電源Vs從腳15接入后分兩路，一路加到或非門；另一路送到基準(zhǔn)電壓穩(wěn)壓器的輸入端，產(chǎn)生穩(wěn)定的+5V基準(zhǔn)電壓。+5V再送到內(nèi)部(或外部)電路的其它元器件作為電源。振蕩器腳5須外接電容GT腳6須外接電阻RTo振蕩器頻率f由外接電阻RT和電容CT決定，f=1．18／RCTo逆變橋開關(guān)頻率定為l0kHz，取GT=O．22μF，RT=5kΩ。振蕩器的輸出分為兩路，一路以時鐘脈沖形式送至雙穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器及兩個或非門；另一路以鋸齒波形式送至比較器的同相輸入端，比較器的反向輸入端接誤差放大器的輸出。誤差放大器的輸出與鋸齒波電壓在比較器中進(jìn)行比較，輸出一個隨誤差放大器輸出電壓高低而改變寬度的方波脈沖，再將此方波脈沖送到或非門的一個輸入端?；蚍情T的另兩個輸入端分別為雙穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器和振蕩器鋸齒波。雙穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器的兩個輸出互補(bǔ)，交替輸出高低電平，將PWM脈沖送至三極管V1及V2的基極，鋸齒波的作用是加入死區(qū)時間，保證V1及V2不同時導(dǎo)通。最后，V1及V2分別輸出相位相差180176。的PWM波。PWM驅(qū)動模塊驅(qū)動電路的設(shè)計(jì)驅(qū)動電路的設(shè)計(jì)既要考慮在功率管需要導(dǎo)通時，能迅速地建立起驅(qū)動電壓，又要考慮在需要關(guān)斷時，能迅速地泄放功率管柵極電容上的電荷，拉低驅(qū)動電壓。驅(qū)動電路其工作原理是：（1)當(dāng)光耦原邊有控制電路的驅(qū)動脈沖電流流過時，光耦導(dǎo)通，使Q1的基極電位迅速上升，導(dǎo)致D2導(dǎo)通，功率管的柵極電壓上升，使功率管導(dǎo)通；（2)當(dāng)光耦原邊無控制電路的驅(qū)動脈沖電流流過時，光耦不導(dǎo)通，使Q1的基極電位拉低，而功率管柵極上的電壓還為高，所以導(dǎo)致Q1導(dǎo)通，功率管的柵極電荷通過Q1及電阻R3速泄放，使功率管迅速可靠地關(guān)斷。當(dāng)然，對于功率管的保護(hù)同樣重要，所以在功率管源極和漏極之間要加一個緩沖電路避免功率管被過高的正、反向電壓所損壞。TDS2285產(chǎn)生PWN波SPWM的核心部分采用了張工的TDS2285單片機(jī)芯片,用其產(chǎn)生為功率主板產(chǎn)生占空比變化的矩形波，通過H橋產(chǎn)生所需的正弦波。U3,U4組成時序和死區(qū)電路，末級輸出用了4個250光藕，H橋的二個上管用了自舉式供電方式，這樣做的目的是簡化電路，可以不用隔離電源，(a)所示：圖221PWN波的產(chǎn)生（1）、該模塊中是由TDS2285芯片產(chǎn)生PWM波，TDS2285的芯片各管腳資料如圖222：(a)PWM驅(qū)動電路圖，(b)所示(b)TDS2285管腳圖(c)如：(c)TDS2285產(chǎn)生PWM波該芯片的7管腳生成交流電正、負(fù)半周調(diào)制波輸出引腳，輸出SPWM脈沖，其頻率有接在3管腳間的晶振來決定。9腳為故障報警輸出端，通常驅(qū)動一蜂鳴器，同時配合5腳LED的狀態(tài)，當(dāng)蓄電池電壓輸入出現(xiàn)過壓或低壓時，該蜂鳴器隨LED指示燈每隔1秒報警一次，當(dāng)出現(xiàn)交流過流或者短路時。13腳為檢測蓄電池電壓，當(dāng)13腳的電壓超過3V或低于1V時，逆變停止工作，并進(jìn)入欠壓或過壓故障狀態(tài)。通過外接蓄電池上分壓來實(shí)現(xiàn)。10腳為交流電壓穩(wěn)壓反饋輸入，實(shí)時檢測功率主板輸出的交流正弦波輸出電壓變動范圍，并作調(diào)整輸出達(dá)到穩(wěn)定輸出電壓的目的。第5章系統(tǒng)調(diào)試測試使用的儀器序號名稱、型號、規(guī)格數(shù)量數(shù)字示波器UT70A數(shù)字萬用表函數(shù)信號發(fā)生器輸出功率與效率的測試輸出功率的定義：即為電源把其輸入功率轉(zhuǎn)換為有效輸出功率的能力。測試框圖如下圖所示。先如圖布置好測試電路后，進(jìn)行如下步驟調(diào)試：、電流測量同時進(jìn)行。、記錄輸入功率數(shù)值及各點(diǎn)輸出電壓，電流值。=Ui*Ii，輸出功率值Po=Uo*=Po/Pi*100%,Pi為輸入。過流保護(hù)的測試定義：當(dāng)輸出電流大于設(shè)定保護(hù)值時，系統(tǒng)自動關(guān)閉輸出，形成過流保護(hù)。當(dāng)輸出電流小于設(shè)定保護(hù)值時，系統(tǒng)自動恢復(fù)正常工作狀態(tài)。測試方法：如圖18所示。在輸出端接入3個串聯(lián)10歐電阻作為負(fù)載，通過短路其中的一個或兩個來模擬過流情況發(fā)生。觀察系統(tǒng)是否進(jìn)行過流保護(hù)。圖18過流保護(hù)測試框圖測試結(jié)果與分析：逆變過程中，過流保護(hù)裝置在電流大于設(shè)定保護(hù)值時關(guān)閉輸出，并在恢復(fù)正常時又打開輸出。所以過流保護(hù)裝置正常工作?？蛰d待機(jī)功能測試（1）定義：當(dāng)無負(fù)載接入時，系統(tǒng)關(guān)閉輸出進(jìn)入待機(jī)模式。當(dāng)有負(fù)載接入時，系統(tǒng)進(jìn)入正常工作狀態(tài)。（2）測試方法：接入負(fù)載后斷開負(fù)載，觀察系統(tǒng)輸出狀態(tài)。（3）結(jié)果與分析：輸出端負(fù)載斷開5s后系統(tǒng)進(jìn)入待機(jī)狀態(tài)，此時無輸出。再次接入負(fù)載，系統(tǒng)就開始進(jìn)入逆變工作狀態(tài)。輸出電壓范圍測試（1）定義輸出電壓的最大值最小值。（2）測試方法：調(diào)節(jié)電壓反饋賄賂的參數(shù)，觀察輸出電壓大小。（3）測試結(jié)果：接入300歐的電阻調(diào)節(jié)Rp3，輸出電壓在8~12V之間。結(jié)果分析經(jīng)過測試以后題目的基本要求都已經(jīng)完成，各項(xiàng)性能指標(biāo)都較好的實(shí)現(xiàn)在輸出功率穩(wěn)定時效率達(dá)到了93%。同時該電路還具有短路保護(hù)，空載保護(hù)，過流保護(hù)的功能。第6章總結(jié)剛剛拿到課程設(shè)計(jì)的題目時真不知道從哪里開始動手,課題名稱里的芯片根本就沒聽說過。通過上網(wǎng)查找資料,弄清楚了它的功能,才真正開始了設(shè)計(jì)。但這個東西包括了幾個部分,所以一定要把握好它的整體設(shè)計(jì)思路,在其框架之下,對各部分的單元電路進(jìn)行分析和設(shè)計(jì),最后經(jīng)過電路的修改,參數(shù)的確定,將各個部分連接起來,形成總的電路圖。課程設(shè)計(jì)雖然大家的課題不是完全一樣的，但是大家之間的團(tuán)隊(duì)合作還是很重要的，有些地方自己一個人看不明白，通過和同學(xué)之間的討論最終弄明白，這是一個很有趣的過程，我相信通過這次的課程設(shè)計(jì)我們大家之間對于電力電子的學(xué)習(xí)取得了更加大的進(jìn)步。這次實(shí)習(xí)我學(xué)到了很多。在摸索該如何設(shè)計(jì)電路使之實(shí)現(xiàn)所需功能的過程中，培養(yǎng)了我的設(shè)計(jì)思維，增加了實(shí)際操作能力。在體會設(shè)計(jì)的艱辛的同時，更讓我體會到成功的喜悅和快樂。通過這兩個星期的課程設(shè)計(jì)，從開始任務(wù)到查找資料，到設(shè)計(jì)電路圖，到最后的實(shí)際接線過程中，我學(xué)到了課堂上學(xué)習(xí)不到的知識。上課時總覺得所學(xué)的知識太抽象，沒什么用途，現(xiàn)在終于認(rèn)識到了它的重要性。平時上課老師講的內(nèi)容感覺都聽明白了,但真正到了用的時候卻不怎么會用了,經(jīng)過這次課程設(shè)計(jì)才知道,要真正學(xué)好一門課程,并不是把每一章的內(nèi)容搞懂就行了,而是要將每一章的內(nèi)容聯(lián)系起來,融會貫通,，我學(xué)到了不少新知識、新方法、新觀點(diǎn)。這次設(shè)計(jì)不但鍛煉了我的學(xué)習(xí)能力、分析問題與解決問題的能力，同時也鍛煉了我克服困難的勇氣和決心。還有本次課程設(shè)計(jì)最重要的是加強(qiáng)了我的動手能力，平時學(xué)習(xí)的時候只是片面的認(rèn)識和照搬書本上的知識，書本知識在實(shí)際應(yīng)用的時候會出現(xiàn)很大的偏差，理論聯(lián)系實(shí)際才是真正的學(xué)習(xí)之道。要在實(shí)際運(yùn)用的時候結(jié)合實(shí)際的環(huán)境，具體的分析，解決問題，這才是這次課程設(shè)計(jì)對于我最重要的意義。附錄總電路圖