【正文】 正是基于單海歐老師的悉心指點和大家的全心的幫助，我才能比較順利地完成畢業(yè)設(shè)計。作為一個本科生，我對實際的工程設(shè)計認識不夠，經(jīng)驗不足，難免在設(shè)計的整體框架中，有很多的細節(jié)沒有考慮。本論文從選題到完成，每一步都是在單老師的指導(dǎo)下完成的，傾注了單海歐老師大量的心血。單老師淵博的專業(yè)知識，嚴謹?shù)闹螌W(xué)態(tài)度，精益求精的工作作風(fēng)，誨人不倦的高尚師德，嚴以律己、寬以待人的崇高風(fēng)范，樸實無華、平易近人的人格魅力對我影響深遠。 展望目前，逆變技術(shù)的核心部分逆變器和控制部分，雖然自關(guān)斷器件的產(chǎn)生簡化了主電路的繁瑣，但是器件的開關(guān)頻率，器件的功率，觸發(fā)電路的設(shè)計以及壽命仍受一定的限制，所以將會導(dǎo)致你變電源輸出的正弦波形仍受一定的影響，盡管在控制方法已經(jīng)略有成熟，但是有些控制方法還只是理想預(yù)測，實現(xiàn)起來還很困難，所以對逆變電源的研究仍具有十分深遠的意義。比如IR2110控制芯片閉環(huán)控制的問題、電流電壓檢測值的誤差分析等問題。在設(shè)計過程中，對設(shè)計所用的各類軟件都有了一定的掌握和了解，如CAD、Word、ppt等。綜上所述：PWM控制的逆變電源是比較穩(wěn)定的。改變調(diào)制比m和載波比N，如增大m和N，可以有效減小輸出電壓和輸出電流的諧波分量。 輸出電壓的FFT分析對輸出電流io進行FFT分析。由FFT分析可知：在m=，fc=750Hz，fr=50Hz，即N=15時，輸出電壓的基波電壓的幅值U1m=，基本滿足理論上的U1m=m*Ud(即300*=150)。 PWM逆變器V1觸發(fā)脈沖波形 仿真波形 波形仿真 。三角載波信號由“Source”庫中的“Repeating Sequence”模塊產(chǎn)生，正確設(shè)置參數(shù)，三角波經(jīng)過處理，便可成為頻率為fc的三角載波。 PWM產(chǎn)生圖。 仿真電路 主電路仿真圖 。第4章 仿真分析 仿真目的本設(shè)計采用了控制芯片對系統(tǒng)的主電路進行控制，對系統(tǒng)升壓電路、逆變電路、直流交流檢測電路以及過流保護電路直接控制。用在要求高的電源電路中，RC濾波中的電阻要消耗一部分直流電壓，R不能取得很大用在電流小要求不高的電路中。LC濾波器又分為單調(diào)諧濾波器、高通濾波器、雙調(diào)諧濾波器及三調(diào)諧濾波器等幾種。 LC濾波電路。正弦波幅值之比值勤稱為調(diào)制比M=Vrm/Vcm。Vrm，頻率為fc。TT2的驅(qū)動信號VGVG2由正弦波Vr和三角波Vc的瞬時值相比較確定；TT4的驅(qū)動信號VGVG4由瞬時值Vr、Vc之和Vr+Vc的正負值確定。 PWM驅(qū)動信號形成電路(1) 主電路中4個開關(guān)器件T1到T4的驅(qū)動信號VGVGVGVG4由上圖生成。等故障消除，比較器輸出低電平，逆變器又自動恢復(fù)工作。F的電容形成保護時間控制。 輔助電路的設(shè)計 過流保護電路過流保護電路[14]。才能夠正常工作，一般來說，SPWM的開關(guān)頻率較高，應(yīng)采用小容量電容，以提高充電電壓，否則在有限的時間內(nèi)無法達到自舉電壓，實驗表明采用33μF的自舉電容時，驅(qū)動電路的工作狀態(tài)良好。H0和L0是兩路驅(qū)動信號輸出端，驅(qū)動同一橋臂的MOSFET，IR2110的自舉電容選擇不好，容易造成芯片損壞或不能正常工作。IR2110的輸入端為滯環(huán)施密特出發(fā)電路，以提高抗干擾能力和接受上升沿環(huán)慢的輸入邏輯信號，Vdd/Vcc電平轉(zhuǎn)換電路把輸入邏輯信號電平轉(zhuǎn)換為輸出驅(qū)動信號電平，其兩路輸出均采用圖騰柱輸出，輸出級由兩只峰值電流為2A以上，內(nèi)阻為3歐姆以下的N溝道FET組成，輸出級可提供的驅(qū)動電壓為15V20V。 IR2110的內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖中HIN和LIN為逆變橋中同一橋臂上下兩個功率MOS的驅(qū)動脈沖信號輸入端。所以選用此方案。本文驅(qū)動電路的設(shè)計采用的是驅(qū)動芯片。s[12]。②調(diào)制比M的選擇 （）選取正弦波的幅值Vrm=5V，則三角波幅值為Vcm= V。載波比：，為三角波頻率，為調(diào)制波頻率[11]。此可推得臨界條件為： （）下面進行具體的計算： （）由=48V，=315可得= 又=10kHz，可得：=100us，同時=下面推導(dǎo)計算L的公式。但是，如果電感量太小，電流線性下降快，即在電感中能量釋放完時，尚未達到MOS管重新導(dǎo)通的時刻，因而能量得不到及時的補充，這樣就出現(xiàn)了電流不連續(xù)的工作狀態(tài)。所以在設(shè)計L時要盡量使電路工在連續(xù)狀態(tài)，這就是設(shè)計電感時的要求。在連續(xù)狀態(tài)下，輸入電流不是脈動的，紋波電流隨L增大而減小。為了方便推導(dǎo)計算電感上L的公式。 主電路中Boost環(huán)節(jié)等效圖Boost電路工作的基本原理已經(jīng)在前面章節(jié)中敘述了。通過TT3和TT4的間隔導(dǎo)通與關(guān)斷，在經(jīng)過濾波電路濾波便完成了一個周期的工作過程，這樣往復(fù)工作便得到了預(yù)期的220V交流電[9]。然后TT4加觸發(fā)脈沖，并且同時TT3的觸發(fā)脈沖消失，TT4這兩個MOS管導(dǎo)通，但不能立即導(dǎo)通，等電流下降到零時開始導(dǎo)通，然后電流流過T4的漏極，同樣經(jīng)過濾波電路回到T2的漏極。四個開關(guān)導(dǎo)通(或關(guān)斷)占空比均相等。，它共有四個橋臂，可以看成由兩個半橋電路組合而成。 由晶體管和二極管組成的Boost電路（2）逆變電路接下來就由315V的直流電作為橋式逆變電路的輸入，通過控制電路控制三極管的導(dǎo)通來完成逆變過程的工作。高于V0時，電容有充電電流；等于V0時，充電電流為零；當(dāng)V0有降低趨勢時，容向負載R放電，維持V0不變。由于線圈中的磁場將改變線圈L兩端的電壓極性，以保持I0不變。所以電容不能通過開關(guān)管放電。此時，電容C放電，R上流過電流I0，R兩端為輸出電壓V0，極性上正下負。 Boost電路原理圖Boost電路的工作過程是這樣的。常見的直流升壓電路為升壓斬波電路（Boost Chopper），由開關(guān)S、電感L、電容C組成。由于本設(shè)計鑒于簡單便攜，可以在任何場所提供穩(wěn)定的交流電源使用，相比整流電路來說Boost電路結(jié)構(gòu)緊湊，所以選用Boost升壓電路作為提供逆變過程的高電壓。[7]。過流保護電路采用電流互感器作為電流檢測器件，其具有足夠的響應(yīng)速度，能夠在MOS管允許的過流時間內(nèi)將其關(guān)斷。DC/AC變換電路采用全橋變換電路。第3章 系統(tǒng)的主要模塊 系統(tǒng)的主要組成。 推挽式逆變電路方案選擇：橋式電路和推挽電路的電壓利用率是一樣的，均比半橋電路大一倍。 單相橋式逆變電路方案三：。單相橋式逆變器有四個帶反并聯(lián)續(xù)流二極管的IGBT組成，分別為VT1~VT4，直流側(cè)由兩個串聯(lián)電容，他們共同提供直流電壓Ud，負載為阻感負載，調(diào)制電路分別由單相交流正弦調(diào)制波形和三角載波組成，其中三角載波和正弦調(diào)制波的幅值和頻率之比分別被稱為調(diào)制度和載波頻率，這是SPWM調(diào)制中的兩個重要參數(shù)。[6]。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。不僅能起調(diào)壓的作用，同時還能起到有效地抑制諧波電流噪聲的作用。而原來的電路已斷開，于是電感只能通過新電路放電，即電感開始給電容充電，電容兩端電壓升高，此時電壓已經(jīng)高于輸入電壓了，升壓完畢。 充電過程等效電路圖（2）放電過程放電過程中，這是當(dāng)開關(guān)閉合（三極管或MOS管截止）時的等效電路。由于輸入是直流電，所以電感上的電流以一定的比率線性增加，這個比率跟電感大小有關(guān)。這時，輸入電壓流過電感。下面要分充電和放電兩個部分來說明這個電路[5]。 Boost升壓電路T he boost converter，或者叫stepup converter，是一種開關(guān)直流升壓電路，它可以是輸出電壓比輸入電壓高。自勵方式存在起動問題，解決方法：一是先用他勵方式，系統(tǒng)開始工作后再轉(zhuǎn)入自勵方式。 （）基波電流有效值 （）負載電壓有效值Uo和直流電壓Ud的關(guān)系 （）實際工作過程中，感應(yīng)線圈參數(shù)隨時間變化，必須使工作頻率適應(yīng)負載的變化而自動調(diào)整，這種控制方式稱為自勵方式。td為觸發(fā)引前時間 （）io超前于uo的時間為 （）表示為電角度 （）ω為電路工作角頻率；γ、β分別是tγ、tβ對應(yīng)的電角度。保證晶閘管的可靠關(guān)斷：晶閘管需一段時間才能恢復(fù)正向阻斷能力，換流結(jié)束后還要使VTVT4承受一段反壓時間tβ，tβ=t5t4應(yīng)大于晶閘管的關(guān)斷時間tq。t4t2=tg稱為換流時間。t2時刻后，LTVTVTLT3到C；另一個經(jīng)LTVTVTLT4到C。VTVT3電流有一個增大過程。t2t4：t2時觸發(fā)VT2和VT3開通，進入換流階段。 并聯(lián)諧振式逆變電路主要工作波形一周期內(nèi)，兩個穩(wěn)定導(dǎo)通階段和兩個換流階段。輸出電流波形接近矩形波，含基波和各奇次諧波，且諧波幅值遠小于基波。因功率因數(shù)很低，故并聯(lián)C。采用負載換相方式，要求負載電流超前于電壓。 單相橋式（并聯(lián)諧振式）電流型逆變電路4橋臂，每橋臂晶閘管各串一個電抗器LT限制晶閘管開通時的di/dt。