【正文】 俊 .電力電子技術(shù) [M].北京：機(jī)械工業(yè)出版社， 2022. [6] 郭天祥， 51單片機(jī) C語言教程 [M]. 北京 :電子工業(yè)出版社 ,2022. [7] 黃亞平，高頻電子技術(shù) [M].北京：機(jī)械工業(yè)出版社， 2022. 12 附錄 1，使用說明 （ 1）輸入端接入 24V的蓄電池后，蜂鳴器短鳴一聲，若電源未接入負(fù)載，則系統(tǒng)會(huì)自動(dòng)進(jìn)入待機(jī)狀態(tài)，此時(shí)紅色工作指示燈閃爍。該設(shè)計(jì)基本完成了各項(xiàng)要求，輸出功率大于 150W，效率達(dá) 到了 70%。只要提高變壓器的匝比就可以解決。而電壓顯示部分，因?yàn)?AD637 11 的輸入信號(hào)較大（ V 級(jí)），所以輸入輸出基本成線性比例關(guān)系。同時(shí)該電源還具有短路保護(hù)，過流保護(hù)的功能。 被 測(cè) 電 源負(fù)載短 路 導(dǎo) 線短 路 導(dǎo) 線短 路 導(dǎo) 線 圖 過流保護(hù)測(cè)試框圖 結(jié)果分析 經(jīng)過測(cè)試后，題目的基本要求都已完成，各項(xiàng)指標(biāo)都基本完成。在系統(tǒng)正常工作之后，短路其中一個(gè)或兩個(gè)電阻來模擬過流狀況的發(fā)生。 （ 2）測(cè)試方法：測(cè)試方法如圖 所示。 輸出效率的測(cè)試 效率測(cè)試結(jié)果 電壓（ V） 電流 (A) 功率 (W) 輸入 24 220 輸出 50 3 150 由上表可計(jì)算得 過流保護(hù)的測(cè)試 （ 1） 定義：當(dāng)輸出電流大于設(shè)定保護(hù)值時(shí)，系統(tǒng)自動(dòng)關(guān)閉輸出，形成過流保護(hù)。程序流程圖如 圖 。 數(shù)碼管顯示驅(qū)動(dòng)的設(shè)計(jì) 開發(fā)仿真軟件使用 Keil uVision2， C 語言編 程。 ADC0832的接線圖比較簡(jiǎn)單，將 D0和 DI短接，CLK， CS 和 D0分別與 STC89C52 單片機(jī)的端口連接。它體積小，兼容性強(qiáng)，性價(jià)比高。 9 初級(jí)采用 1mm 直徑的漆包線 8線并繞 10匝，次級(jí)采用 線 2線并繞 30匝。sV =，所以 sN 的值為 ，此處取 30匝。39。 計(jì)算副邊匝數(shù)。此處 oV =50V， 2V =，得 39。 V39。 VNVNsp ?? min 取 minsV 為 20V，經(jīng)計(jì) 算， pN 的值為 10匝 。 so fDt ? = ? = s? 。 ⑵計(jì)算每伏最佳匝數(shù)。為了避免偏磁的現(xiàn)象發(fā)生，設(shè)計(jì)時(shí) B? 取值為 ， 較低于額定值。 ⑴計(jì)算峰值磁通。 9V 電壓輸出，給 AD637 供電， +9V 電壓處 8 再添加一個(gè) 7805穩(wěn)壓電路，可獲得 +5V電壓輸出，給單片機(jī) ADC供電。 xI2 為輸出電流，單位為 A。它的效率達(dá)到 95%符合節(jié)能的要求，最高工作頻率是 200kHz。若有電流輸出，使 9014導(dǎo)通，從而使 RS_CK為低電平，連續(xù)輸出 SPWM波形，逆變器正常工作。使用電流互感器檢測(cè)電流輸出，當(dāng)沒有電流輸出時(shí)，使三極管 9014 截止 ，從而使 RS_CK 為高電平，停止輸出 SPWM波。當(dāng)電流過流時(shí)比較器輸出是高電平產(chǎn)生保護(hù)， 使 SPWM 不輸出，控制場(chǎng)效應(yīng)管關(guān)閉，等故障消除，比較器輸出低電平，逆變器又自動(dòng)恢復(fù)工作。此電路是過流保護(hù)電路，其中 100kΩ 電阻用來限流，通過比較器 LM311對(duì)電流互感器采樣轉(zhuǎn)化的電壓進(jìn)行比較， LM311的3腳接一 10kΩ 電位器來調(diào)比較基準(zhǔn)電壓，輸出后接一 100Ω 的電阻限流它與后面的 220181。 與正弦波等效的矩形脈沖序列波形 如圖 圖 所示。 SPWM 波的實(shí)現(xiàn) （ 1） SPWM 波的原理 在進(jìn)行脈寬調(diào)制時(shí)，使脈沖系列的占空比按正弦規(guī)律來安排。 DCAC 電路的設(shè)計(jì) 全橋逆變電路圖如 圖 所示。 SG3525是電流控制型 PWM 控制器，所謂電流控制型脈寬調(diào)制器是按照接反饋電流來調(diào)節(jié)脈寬的。輸出電壓也使用 AD637進(jìn)行轉(zhuǎn)換后，由 ADC 采樣后分析，在 數(shù)碼管 上顯示。同時(shí)，空載檢測(cè)電路也作為過流保護(hù)的采樣點(diǎn)。因?yàn)?SPWM 控制器輸出的 SPWM 信號(hào)不含死區(qū)時(shí)間，所以增加了死區(qū)時(shí)間控制電路和逆變橋驅(qū)動(dòng)電路。輸出電壓反饋采用調(diào)節(jié) SPWM 信號(hào)脈寬的方式。 鑒于 STC12C5412AD 的以 上優(yōu)點(diǎn)，采用方案二。 (4)單片機(jī)的比較與選擇 方案一 :采用 MCS51系列單片機(jī)。方案二的優(yōu)點(diǎn)在于效率高達(dá) 90%，缺點(diǎn)是需要的元器件多，且成本較高。 方案二：采用 Buck 降壓式 DCDC變換器。 全橋式電路如圖 所示。 全橋電路中互為對(duì)角的兩個(gè)開關(guān)同時(shí)導(dǎo)通，而同一側(cè)半橋上下兩開關(guān)交替導(dǎo)通，將直流電壓成幅值為 inV 的交流電壓，加在變壓器一次側(cè)。所以采用方案一。 方案比較： 兩 方案都適用于升壓電路，推挽式 DCDC變換器可由高頻變壓器將電 5 壓升至任何值。通過改變 PWM控制信號(hào)的占空比可以相應(yīng)實(shí)現(xiàn)輸出電壓的變化。 推挽式拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)原理圖如圖 。 電路工 作時(shí)，兩只對(duì)稱的功率開關(guān)管每次只有一個(gè)導(dǎo)通，所以導(dǎo)通損耗小效率高。 推挽電路是兩不同極性晶體管輸出電路無輸出變壓器（有 OTL、 OCL 等）。設(shè)計(jì)中主電路采用電氣隔離、 DCDCAC 的技術(shù)，控制部分采用 SPWM（正弦脈寬調(diào)制）技術(shù)，利用對(duì)逆變?cè)娏?MOSFET 的驅(qū)動(dòng)脈沖控制，使輸出獲得交流正弦波的穩(wěn)壓電源。滿載 時(shí) 輸出功率 大于 150W，效率不小于 65%，具備過流保護(hù)和負(fù)載短路保護(hù)等功能 。 12 附錄 2 主要元器件清單 11 附錄 1 使用說明 10 五 .結(jié)論 10 結(jié)果分析 10 測(cè)試使用的儀器 9 四 .系統(tǒng)測(cè)試 7 輔助電源的設(shè)計(jì) 6 保護(hù)電路的設(shè)計(jì) 6 DCDC 變換器 控制電路的設(shè)計(jì) 5 二 .主要 單元硬件電路設(shè)計(jì) 4 系統(tǒng)組成 該電源基本上完成了大賽題目所要求的各項(xiàng)指標(biāo)，輸入功率為220W，輸出功率為 150W，輸出 50Hz正弦波，效率不低于 65%。 1 參賽題目：簡(jiǎn)易逆變電源 2 摘要 本單相正弦波逆變電源 的設(shè)計(jì) ，以 24V 蓄電池作為輸入 ，輸出 為 36V、 50Hz的 標(biāo)準(zhǔn) 正弦波交流電。該電源采用推挽升壓和全橋逆變兩級(jí)變換 ， 在控制電路上，前級(jí)推挽升壓電路采用 SG3525芯片控制 ； 逆變部分采用 驅(qū)動(dòng)芯片 IR2110 進(jìn)行全橋逆變，采用 stc89s52 單片機(jī)編程完成 SPWM 的調(diào)制 ， 后級(jí)輸出采用串聯(lián)電阻采樣，形成電壓反饋，增加了電源的穩(wěn)定性； 在保護(hù)上，具有 過熱保護(hù) 、短路保護(hù)功能電路，增強(qiáng)了該電源的可靠性和安全性 ；輸出交流電壓通過 AD637 的真有效值轉(zhuǎn)換后，再由 STC12c5412AD 單片機(jī)的控制進(jìn)行模數(shù)轉(zhuǎn)換，最終將電壓值顯示到數(shù)碼管上。 關(guān)鍵詞 ： 單相正弦波逆變 DCDC DCAC SPWM 3 目錄 一 .系統(tǒng)設(shè)計(jì) 4 設(shè)計(jì)要 求 4 總體設(shè)計(jì)方案 4 設(shè)計(jì)思路 4 方案論證與比較 6 DCAC 電路的設(shè)計(jì) 6 SPWM 波的實(shí)現(xiàn) 7 過流保護(hù)電路的設(shè)計(jì) 7 空載 檢測(cè)電路的設(shè)計(jì) 7 高頻變壓器的繞制 8 三 .軟件設(shè)計(jì) 9 AD 轉(zhuǎn)換電路的設(shè)計(jì) 9 數(shù)碼管 顯示電路的設(shè)計(jì) 10 輸出正弦波的測(cè)試 10 輸出效率的測(cè)試 11 參考文獻(xiàn) 12 附錄 3 電路原理圖 及程序清單 13 4 一．