【正文】 將擊穿損壞，因此此電壓要留有足夠的裕量，特別是反擊式開關(guān)管關(guān)斷時漏極電壓是輸入電壓、輸出反射電壓和變壓器漏感電壓之和。和而定電流的選取一樣額定電壓選取也要留取一定的裕量，我們?nèi)?0%的裕量。工作電流就是場效應(yīng)管正常工作時的電流，在本設(shè)計中就是指初級繞組峰值電流,但為了保證電路可靠安全運行，一般選擇要流出30%左右的安全裕量。因此場效應(yīng)管長時間穩(wěn)定安全的工作對于變換器來說至關(guān)重要，因此對于場效應(yīng)管的選擇要在確保成本最低情況下，能滿足場效應(yīng)管的穩(wěn)定安全工作。另外由于電解電容器，在很大容值及額定電壓范圍內(nèi)，其的乘積基本不變。為估算這些紋波分量必須知道的值但一般很少給出此值，但對很大范圍內(nèi)不同電壓等級不同容值的電解電容來說，其*的值近似為常數(shù)。即由決定的紋波分量和紋波電流即初級繞組電感斜坡電流峰峰值成正比。因此在中頻段，對于一階系統(tǒng)。對于頻率低于500kHz,可以被忽略，輸出紋波主要由和決定。一般我們希望紋波電流大部分流入輸出電容。于是 () 當(dāng)最小時，選擇使最小時不需要大于就可以輸出需的電壓的值。于是 () ()則有 ()選取，使及相應(yīng)的最小時為,于是 () 于是 ()如果規(guī)定最小電流為額定電流的1/10,則 ①輸出電感設(shè)計設(shè)計采用變壓器連續(xù)工作模式模式，因為不連續(xù)模式控制環(huán)路的設(shè)計較困難，而且瞬態(tài)特性降低。由式： 得次級繞組電流有效值 。②初級、次級峰值電流、有效值電流計由式： 得初級峰值電流為： 。①匝數(shù)的計算 。工作頻率為50kHz，輸出為固定電壓時為36Vdc。 即 ()每個初級半繞組每周期都僅流過一個脈沖，因此其占空比為（)/T，對于占空比為D、幅值為的平頂脈沖波，其有效值為: () () () (6) 次級峰值電流確定為簡化初級電流有效值的計算，階梯斜坡脈沖近似等效為平頂脈沖波為，的幅值為斜坡中心值或直流輸出電流值。現(xiàn)假設(shè)脈沖等效為平等波，其幅值是斜坡終點處的電流值。(4) 初級峰值電流計算 直流輸入電源的輸入值最小時開關(guān)管導(dǎo)通時間最大，開關(guān)管導(dǎo)通時間為半周期的80%。為了減小磁芯、開關(guān)管損耗以及降低布線難度頻率設(shè)計低于50kHz以下。輸出電壓、和T都已確定。 鐵氧體磁芯典型磁滯回線(3) 次級匝數(shù)的選擇；。實際上，即便在磁芯損耗允許的情況下，也最好把磁通密度限制在1600G以內(nèi)。頻率50KHz時，即使咳嗽率磁芯損耗問題磁通密度也可以取2000G。如果不考慮磁芯損耗的限制，則一般2000G是個比較好的選擇。，可以看出，超過2000G時，鐵氧體磁芯的磁滯回線就進入了彎曲部分。因為較小的匝數(shù)意味著可用較大規(guī)格的導(dǎo)線，則給定的磁芯可承受較大的電流并獲得較大的輸出。所以為了保證一個周期內(nèi)磁芯可以復(fù)位，且不會造成同時導(dǎo)通，在直流輸入電壓為其最小值時，反饋環(huán)將增大以保證恒定時，必須采取鉗位電路以限制導(dǎo)通時間不會超過半個周期的80%。此時功率場效應(yīng)管將繞組短路，電路將迅速失去控制。所以場效應(yīng)管柵極驅(qū)動時間一定小于半個周期的一半。否則復(fù)位幅秒數(shù)將小于置位幅秒數(shù)，經(jīng)過幾個周期后，磁芯將飽和并損壞開關(guān)管。當(dāng)直流輸入電壓下降到最小值時，導(dǎo)通時間最大。5腳和6腳連接的RT、CT決定了振蕩率，振蕩頻率為：。15腳和3腳之間的電容是為了加大誤差放大器EA1的高頻負反饋降低其高頻增益及抑制高頻寄生振蕩用的。圖中誤差放大器EA1的同相端（腳1）接在由兩個電阻組成的分壓器上，EA1的反相端（腳2）（腳14），若一腳反饋回的電壓大于基準(zhǔn)電壓5V,誤差放大器EA1輸出電壓增加，導(dǎo)致晶體管Q1的導(dǎo)通時間變短，使一腳處電壓保持在5V，從而穩(wěn)定了輸出電壓。硬件也比較簡單，硬件方式反饋速度更快、精度更高。 基于TL494的推挽式開關(guān)電源穩(wěn)壓原理本設(shè)計選用TL494芯片產(chǎn)生占空比可調(diào)PWM波，用硬件方式反饋到TL494誤差放大器，形成一個穩(wěn)定的閉環(huán)控制系統(tǒng)。盡管負載電流沒有體現(xiàn)在公式中，但當(dāng)負載電流變化時導(dǎo)致發(fā)生變化時，它都回被誤差放大器所采樣，然后通過告便控制導(dǎo)通時間來調(diào)整是保持不變。，輸出直流電壓為則 ()主輸出整流器輸出端波形如圖所示。此處為整流二極管的導(dǎo)通壓降，對于傳統(tǒng)的快恢復(fù)二極管一般為1V。因此當(dāng)任意開關(guān)管導(dǎo)通時，對應(yīng)半繞組上的方波電壓幅值為。其控制電路采用TL494產(chǎn)生兩個相等的脈寬可調(diào)、相位相差180度的驅(qū)動脈沖來驅(qū)動兩個場效應(yīng)管輪流導(dǎo)通。每個次級繞組都產(chǎn)生一對相位相差180度的方波脈沖，脈沖幅值由輸入電壓以及初次級繞組匝數(shù)比決定。推挽式變壓器開關(guān)電源是所有開關(guān)電源中電壓利用率最高的開關(guān)電源，它在輸入電壓很低的情況下，仍能維持很大的功率輸出，所以推挽式變壓器開關(guān)電源被廣泛應(yīng)用于低輸入電壓的DC/AC逆變器，或DC/DC轉(zhuǎn)換器電路中。電容C為輸出濾波電容。 推挽式開關(guān)電源的工作原理，基本原理是：輸入直流電壓通過開關(guān)管K1和K2的輪流交替導(dǎo)通實現(xiàn)變壓器的不斷的置位和復(fù)位，將磁芯存儲的能量傳遞到次級。它在輸入電壓很低的情況下，仍然能維持很大的輸出功率，所以推挽式開關(guān)電源被廣泛的應(yīng)用于低輸入電壓的DC/AC逆變器。 斬波升壓功率模塊 推挽式開關(guān)電源特點本設(shè)計需要將整流橋整流電壓經(jīng)濾波電路的直流電壓經(jīng)推挽式電路升壓至36V（實際需要調(diào)壓本設(shè)計為上限制），本設(shè)計采用推挽式升壓電路，推挽式開關(guān)電源輸出電流瞬態(tài)響應(yīng)速度很高，電壓輸出特性很好。另外理論上電容的越大，那么整流后的直流電壓紋波越小，但是電路開機的瞬間沖擊電流也將增大。~，容值為470uF,多個電容并聯(lián)可以減少電容等效串聯(lián)電阻，從而減少輸出直流電壓的紋波，和減少由等效串聯(lián)電阻產(chǎn)生的發(fā)熱，從而延長電解電容的使用壽命。在電路圖中，F(xiàn)F2為保險絲，執(zhí)行過流保護，則采用4A的保險絲。逆變輸出電壓通過LC低通濾波器輸出平滑的正弦波。逆變電路采用全橋逆變電路MOSFET橋臂由四個IRF540構(gòu)成，IRF540的隔離驅(qū)動選用TLP250，TLP250是由SPWM驅(qū)動信號驅(qū)動的。輸出的斬波電壓經(jīng)濾波電路變成穩(wěn)定的直流電壓，作為逆變橋的直流母線電壓。驅(qū)動采用外接圖騰柱驅(qū)動模式，外接圖騰驅(qū)動接TL494的PWM輸出端。 設(shè)計方案220V/50Hz的市電，經(jīng)過一個220V/24V的隔離變壓器，輸出24V的交流電壓經(jīng)整流得直流電壓，再經(jīng)斬波得到一個幅度可調(diào)的穩(wěn)定直流電壓。從而實現(xiàn)單相逆變調(diào)壓、調(diào)頻的功能。同時閉環(huán)穩(wěn)壓環(huán)節(jié)通過單片機改變DCDC控制電路的基準(zhǔn)值電壓值打大小來以及來自采樣電路的反饋電壓來達到穩(wěn)壓和調(diào)壓的。因此輔助電源方案采用方案二。同時由于采用了隔離的方式，可以實現(xiàn)輸入地與輸出地以及輸出地與輸出地之間的隔離。比較以上兩種方案：線性電源的最大缺點是效率非常低，特別是輸入輸出電壓壓差較大時，其效率是影響使用它的決定向因素，效率低小造成電源模塊發(fā)熱嚴(yán)重，會嚴(yán)重影響其他模塊的穩(wěn)定工作。初級和次級線圈不共功率地，設(shè)計合理的話，紋波會很小。：負載DCACDCDCADDC 控制電路 輔助電源方案方案一：采用基于LM系列單端穩(wěn)壓芯片將整流電壓穩(wěn)壓為系統(tǒng)供電，線性電源特點是不存在射頻、EMI等干擾。通過改變誤差放大器的基準(zhǔn)電壓以或者改變輸出采樣電阻的比值即可實現(xiàn)電壓調(diào)幅的功能。電路簡潔，思路清晰，但這種電路在負載改變的時候不能達到穩(wěn)壓的要求。因此SPWM產(chǎn)生方案采用方案三。這就使系統(tǒng)的設(shè)計復(fù)雜程度大大加大，而且成本加大，因此本系統(tǒng)不予采納。而采用DDS雖然很容易的實現(xiàn)驅(qū)動的生成，但其輸出信號是非常小的信號，波形質(zhì)量難以保證非常容易受到干擾，從而使信號波形特性不理想，需要設(shè)計良好的濾波電路。方案三：利用單片機通過編程直接生成正弦波,單片機輸出的基波正弦波與載波三角波通過比較電路生成占空比和頻率可變的驅(qū)動信號，改變正弦的頻率即可很容易的改變輸出電壓頻率。AD9851芯片由高速DDS電路、數(shù)據(jù)輸入寄存器、頻率相位數(shù)據(jù)寄存器、高速D/A轉(zhuǎn)換和比較器組成。這樣的設(shè)計避免了應(yīng)用分立元件構(gòu)成SPWM波形發(fā)生器離散性、調(diào)試?yán)щy、穩(wěn)定性較差等不足。方案一：采用SPWM（正弦脈寬調(diào)制）集成電路。因此我們選取選擇方案二。：DCDCAD637待處理信號哦 比較上述兩種方案：顯然方案一占用大量單片機內(nèi)部資源，造成可用資源減少，不利于設(shè)計中其它方面的利用。方案一：信號分壓處理后直接連接到A/D 器件，單片機控制A/D 器件首先進行等間隔采樣，并將采集到的數(shù)據(jù)存到RAM中，然后處理采集到的數(shù)據(jù)，可在程序中判斷信號的周期，根據(jù)連續(xù)信號的離散化公式，做乘、除法運算，得到信號的有效值再通過D/A將相應(yīng)的反饋至送到直流穩(wěn)壓系統(tǒng)中，對編程有一定的要求。 測量有效值電路方案本設(shè)計要求輸出電壓可調(diào)，調(diào)節(jié)電壓是通過前級DCDC的閉環(huán)穩(wěn)壓實現(xiàn)的，因此系統(tǒng)需要一個反饋信號構(gòu)成閉環(huán)穩(wěn)壓系統(tǒng)。方案二采用光耦合器驅(qū)動場效應(yīng)管，在開關(guān)頻率不是太高的情況下，采用光耦作為驅(qū)動一般都能達到很好的效果。當(dāng)電路需要天調(diào)整死區(qū)時間時，是無法實現(xiàn)的。但IR2111對PCB布線的要求非常高，線不到位會導(dǎo)致驅(qū)動的失敗，特別很容易導(dǎo)致場效應(yīng)管同時導(dǎo)通使場效應(yīng)管燒壞。特別是采用電容自舉供電方式僅需要一個電源即可。通過光耦合器將控制信號回路與驅(qū)動回路隔離，使得輸出級設(shè)計電阻減少，從而解決了與柵極驅(qū)動源低阻抗匹配的問題。不過這種驅(qū)動電路開關(guān)速度低，并且驅(qū)動功率要受電流源和CMOS器件吸收容量的限制。直接用CMOS器件驅(qū)動電力MOSFET，它們可以共用一組電源。根據(jù)題目要求，選用方案二。逆變電路工作時，輸出電壓是幅值等于輸入電壓的方波電壓。在電壓型逆變電路中，它們的直流電源是交流整流后由大電容濾波后形成的電壓源。逆變電路工作時，輸出電流是幅值等于輸入電流的方波電流。在電流型逆變電路中，它們的直流輸入是交流整流后由大電感濾波后形成的電流源。因此選擇方案二作為主功率升壓模塊。反饋設(shè)計合理的話，當(dāng)輸入電壓和負載波動時輸出電壓可以得到很好的調(diào)節(jié)。且輸出端與輸入端以及輸出端與輸出端之間可以實現(xiàn)直流隔離。 斬波電路方案方案一：反擊式變換電路，該電路的輸出電壓可以高于或者低于輸入電壓，它廣泛應(yīng)用于系統(tǒng)輔助電源系統(tǒng)，這種電源可以輸出多組彼此共地或彼此隔離的多路的輸出電壓。比較以上兩種方案，方案二整流輸出電壓高，紋波電壓較小，且不存在斷續(xù)現(xiàn)象，同時因電源變壓器在正、負半周內(nèi)部有電流供給負載，電源變壓器得到了充分的利用，效率高，選用方案二。單相橋式整流電路是一組共陰極電路和一組共陽極電路串聯(lián)組成的，單相橋式的整流電壓為單相半波的兩倍。用在對直流電要求不是很嚴(yán)格的場合，嚴(yán)格的場合用全波整流和全橋整流比較好。當(dāng)人們想把交流電變成直流電是就需此電路。這就要求學(xué)生對這些相關(guān)內(nèi)容右足夠深的認識，通過畢業(yè)設(shè)計加深對所學(xué)知識的認識。對于即將畢業(yè)的大學(xué)生來說，熟悉逆變電源的設(shè)計原理和設(shè)計流程是很重要的?？傊孀冸娫丛谖磥砣祟惞?jié)能領(lǐng)域?qū)⑵鹬浅Ｖ匾淖饔?，其?yīng)用產(chǎn)前景無限美好。同時在新能源方面，太陽能發(fā)電技術(shù)廣泛推廣使得人類利用綠色能源邁出了重要的一部，而在這里首當(dāng)其沖的是光伏并網(wǎng)的設(shè)計。電機的調(diào)速控制技術(shù)的進步可以提高電機的運行效率，而電機調(diào)速采用逆變電源的變頻調(diào)速的控制技術(shù)在最近些年來得到了廣泛的應(yīng)用。逆變電源可實現(xiàn)輸出交流電壓的變頻、調(diào)幅的功能以及利用太陽能轉(zhuǎn)變的電能并入到電網(wǎng)中的功能。因此基于地球可持續(xù)發(fā)展的目的，世界上很多國家都在大力發(fā)展節(jié)能減排和新能源項目的研發(fā)和利用。涉密論文按學(xué)校規(guī)定處理。作者簽名： 日期： 年 月 日學(xué)位論文版權(quán)使用授權(quán)書本學(xué)位論文作者完全了解學(xué)校有關(guān)保留、使用學(xué)位論文的規(guī)定，同意學(xué)校保留并向國家有關(guān)部門或機構(gòu)送交論文的復(fù)印件和電子版，允許論文被查閱和借閱。對本文的研究做出重要貢獻的個人和集體，均已在文中以明確方式標(biāo)明。作者簽名：　　 　 　　 日　 期：　　 　 　　 學(xué)位論文原創(chuàng)性聲明本人鄭重聲明：所呈交的論文是本人在導(dǎo)師的指導(dǎo)下獨立進行研究所取得的研究成果。對本研究提供過幫助和做出過貢獻的個人或集體，均已在文中作了明確的說明并表示了謝意。關(guān)鍵詞：升壓；場效應(yīng)管；檢測電路；逆變Abstract:The SPWM signal is produced by the way of analog and digita in the fundamental wave is produced by 89C51 chip,and the sine triangle carrier wave is produced by NE555 drive signal is generated by the highspeed voltage parato