【正文】 VT1 截止而 VT2不能立刻導(dǎo)通 ， D2 導(dǎo)通續(xù)流，和 D3 構(gòu)成電流通道輸出電壓為 Ud， 到負(fù)載電流過零并開始反向時(shí)， D2 和 D3 截止， VT2 和 VT3 導(dǎo)通，輸出電壓仍為 Ud。 逆變 電路的驅(qū)動(dòng) 控制 全橋逆變電路工作原理 如圖 13 所示，設(shè)在 t1 時(shí)刻前 VT1 和 VT4 導(dǎo)通，輸出負(fù)載電壓為 Ud，t1 時(shí)刻 VT3 和 VT4 柵極信號(hào)反向， VT4 截止，而因負(fù)載電感中的電流不能突變， VT3 不能立刻導(dǎo)通 ， D3 導(dǎo)通續(xù)流。該電路的輸出電壓波形和幅值與全橋電路完全相同，優(yōu)點(diǎn)在于比全橋電路少用了一半的開關(guān)器件，缺點(diǎn)是開關(guān)器件承受的電壓為 2Ud，比全橋電路高出一倍，且必須有一個(gè)帶中心抽頭的變壓器。 與半橋逆變相比，全橋逆變輸出電壓 Um 的幅值高出一倍，即 Um=Ud。 全橋逆變電路 全橋逆變電路原理圖如圖 13 所示，它共有四個(gè)橋臂， 可以看成由兩個(gè)半橋電路組而成 。其缺點(diǎn)是輸出交流電壓Um 的幅值為僅為直流電壓 Ud 的 幅值的 一半，且直流側(cè)需要兩個(gè)電容器串聯(lián)，工作是還要控制兩個(gè)電容器電壓的均衡。負(fù)載連接在直流電源中點(diǎn)和兩個(gè)橋臂連接點(diǎn)之間。 逆變電源 的 逆變 電路及 控制方案 逆變 電路 半橋逆變電路 半橋逆變電路原理圖如圖 12 所示， 它有兩個(gè)橋臂，每個(gè)橋臂由一個(gè)可控器件和一個(gè)反并聯(lián)二極管并聯(lián)組成。當(dāng)市電 斷電 時(shí)，逆變電源工作在逆變狀態(tài)，即將蓄電池的直流電逆變成 220V/50Hz 的交流電，逆變輸出給負(fù)載供電。 逆變電源的工作原理 逆變電源有兩種工作狀態(tài)： a、旁路狀態(tài)，即市電正常時(shí)； b、逆變狀態(tài)，即市電 斷電時(shí)。為使逆變電源輸出穩(wěn)壓恒頻的交流電，逆變電源對(duì)輸出電壓實(shí)時(shí)進(jìn)行采樣，將采樣值反饋給逆變驅(qū)動(dòng)器，即整個(gè)逆變過圖 11 逆變電源工作流程圖 輸出采樣 逆變輸出 逆 變 市 電 是否 正 常 旁路輸出 負(fù)載 N Y 洛陽(yáng)理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 4 程是閉環(huán)控制，保證電能質(zhì)量達(dá)到設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)。 市電斷電時(shí)，首先逆變電源會(huì)立刻將自身供電電源切換到蓄電池，以維持逆 變電源的持續(xù)正常工作， 然后啟動(dòng)逆變電路，輸出 220V/50Hz交流電，將負(fù)載供電由旁路輸出切換到逆變輸出，給負(fù)載持續(xù)供電。其 主要 設(shè)計(jì)思路有 以 下 三 點(diǎn)： 市電正常供電時(shí)， 逆變電源通過旁路接通市電，給負(fù)載供電，逆變器自身供電也來(lái)自市電。本設(shè)計(jì)的逆變電源還直接引入微機(jī)控制，無(wú)需對(duì)電 源外接微機(jī)控制模塊，提高 了整個(gè)電源工作的可靠性和結(jié)構(gòu)上的整體性。 基于上述兩種逆變方式的特性， 本課題吸收了這兩種逆變電源變換方式的優(yōu)點(diǎn)，即通過 UC3524 產(chǎn)生 50Hz 的直流方波，控制由 IGBT 組成的橋式逆變電路工作，產(chǎn)生 24V/50Hz 的方波交流電，然后利用工頻變壓器產(chǎn)生 220V 的交流電。高頻變換逆變電源是通過高頻 DCDC 變換技術(shù)，先將低壓直流變?yōu)楦哳l低壓直流，經(jīng)過高頻變壓器升壓后再整流成高壓直流，對(duì)其再進(jìn)行正弦變換，即可得到 220V/ 50Hz 正弦波交流電。工頻變換逆變電源是先產(chǎn)生 50Hz 交流信號(hào)，然后利用工頻升壓器產(chǎn)生 220V 交流電。 近年來(lái)，現(xiàn)代逆變技術(shù)主要朝著高頻化、模塊化、數(shù)字化、綠色化以及并機(jī)技術(shù)的趨勢(shì)發(fā)展。 當(dāng)市電恢復(fù)正常時(shí)，逆變電源將自動(dòng)完成上述相反過程。設(shè)有市電斷電、過載、短路等故障應(yīng)急處理功能。逆變電源廣泛應(yīng)用于航空、航海、電力、鐵路交通、郵電通信等諸多領(lǐng)域。 逆變電源就是為滿足這類行業(yè)的需求而開發(fā)的電氣設(shè)備。 洛陽(yáng)理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 1 前 言 逆變電源是一種采用電力電 子技術(shù)進(jìn)行電能變幻的裝置，它從交流或直流輸入 ， 經(jīng)電能變換 獲得穩(wěn)壓恒頻的交流輸出。為保證輸出穩(wěn)定的交流電壓，對(duì)交流 輸出 電壓進(jìn)行取樣， 經(jīng)過采樣電路處理反饋到控制電路中進(jìn)行分析 ， 使 輸出電壓幅值穩(wěn)定在 規(guī)定 范圍 內(nèi) 。 逆變電源輸入輸出都經(jīng)過變壓器進(jìn)行電氣隔離 ， 使 整個(gè)電路系統(tǒng) 與外接電網(wǎng)和負(fù)載 完全電氣隔離 。洛陽(yáng)理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） I 基于 UC3524 的逆變電源設(shè)計(jì) 摘 要 逆變電源是一種采用電力電子技術(shù)進(jìn)行電能變幻的裝置 ， 主要應(yīng)用與銀行、通信、醫(yī)院、金融等重要機(jī)構(gòu)。 設(shè)計(jì)內(nèi)容包括逆變電路原理分析、 微機(jī)控制電路設(shè)計(jì)、 主電路設(shè)計(jì)、主要開關(guān)器件驅(qū)動(dòng)電路設(shè)計(jì)，系統(tǒng)抗干擾設(shè)計(jì)， 保護(hù)設(shè)計(jì)，主電路設(shè)計(jì)采用 開關(guān)頻率 高導(dǎo)通壓降低功耗低的絕緣柵雙極晶體管 IGBT。電源保護(hù)電路主要有過流保護(hù)、過壓保護(hù) 、短路保護(hù)，通過將主電路中的電壓電流信號(hào)反饋到控制電路中，實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)自我 保護(hù)功能。 關(guān)鍵詞 ：逆變電源， IGBT， 微機(jī)控制 ，保護(hù)電路 洛陽(yáng)理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） II UC3524 INVERTER BASED POWER SUPPLY DESIGNED ABSTRACT Power inverter is an electrical energy using power electronics technology changing device, the main application and banking, telemunications, hospitals, financial and other important institutions. Design elements include inverter circuit analysis, puter control circuit design, the main circuit design, the main switching device drive circuit design, system antijamming design, protection design, the main circuit design using high switching frequency to reduce power consumption low conduction voltage insulated gate bipolar transistor IGBT. Inverter input and output are electrically isolated thro ugh the transformer, so that the whole circuit system with external power grid and load plete electrical isolation. Main power supply protection circuit overcurrent protection, overvoltage protection, short circuit protection, through the main circuit voltage and current signal is fed to the control circuit, to achieve selfprotection system. In order to ensure stable output AC voltage, the AC output voltage is sampled, the sampling circuit after processing the feedback to the control circuit for analysis, the amplitude of the output voltage within the specified stability. KER WORD： Power inverter， IGBT， protect current， short circuit protection, 洛陽(yáng)理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） III 目 錄 前 言 ................................................................................... 1 第 1 章 逆變電源設(shè)計(jì)方案論證 ............................................. 3 設(shè)計(jì)背景 .................................................................. 3 基于 UC3524 逆變電源的設(shè)計(jì)思路 ..................... 3 逆變電源的工作原理 ......................................... 4 逆變電源的逆變電路及控制方案 ................................ 4 逆變電路 .......................................................... 4 逆變電路的驅(qū)動(dòng)控制 ......................................... 6 逆變電源的特性分析 ................................................. 6 逆變電源的功能特性 ......................................... 6 逆變 電源技術(shù)特性 ............................................. 7 設(shè)計(jì)方案總體規(guī)劃 ..................................................... 8 第 2 章 逆變電源硬件結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) ............................................. 9 逆變橋驅(qū)動(dòng)器選擇 ..................................................... 9 逆變電路對(duì)驅(qū)動(dòng)器的要求 .................................. 9 逆變電路驅(qū)動(dòng)器選擇 ......................................... 9 逆變電源硬件設(shè)計(jì) ....................................................10 全橋逆變電路設(shè)計(jì) ............................................10 驅(qū)動(dòng)脈沖發(fā)生電路設(shè)計(jì) .....................................13 逆變輸出采樣電路 ............................................15 負(fù)載供電自動(dòng)切換電路 .....................................16 逆變電源保護(hù)電路 ............................................17 市電斷電監(jiān)測(cè)電路 ............................................18 電源供電電源切換電路 .....................................18 蓄電池電量監(jiān)控電路 ........................................20 微機(jī)控制 .........................................................22 逆變電源穩(wěn)定性設(shè)計(jì) ................................................24 洛陽(yáng)理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） IV 第 3 章 軟件設(shè)計(jì) .................................................................26 MAX187 工作時(shí)序 ....................................................26 MAX187 驅(qū)動(dòng)程序設(shè)計(jì) .............................................26 微機(jī)軟件設(shè)計(jì)思路 ....................................................28 第 4 章 逆變電源輸出波形的改進(jìn) .........................................30 PWM 控制的基本原理 ...............................................30 單相 PWM 逆變電路及其控制方法 ............................31 SPWM 波形實(shí)現(xiàn)方法 .........................................31 SPWM 逆變電路諧波分析 .................