【正文】 的反饋網(wǎng)絡(luò)，可以構(gòu)成比例、比例積分和積分等類型的調(diào)節(jié)器 。該端接外部同步脈沖信號可實現(xiàn)與外電路同步。 (引腳 5)：振蕩器定時電容接入端。 (引腳 7)：振蕩器放電端。 片內(nèi)鋸齒波振蕩器的振蕩頻率為： f=).( 1 DTT RRC ? （ 44） (引腳 8)：軟啟動電容接入端。 (引腳 9)： PWM 比較器補(bǔ)償信號輸入端。 18 (引腳 10)：外部關(guān)斷信號輸入端。該端可與保護(hù)電路相連，以實現(xiàn)故障保護(hù)。引腳 11 和引腳 14 是兩路互補(bǔ)輸出端。 (引腳 13)：輸出級偏置電壓接入端。引腳 14 和引腳 11 是兩路互補(bǔ)輸出端。 (引腳 16)：基準(zhǔn)電源輸出端。 SG3525A 工作特點 : (1) 工作電壓范圍寬： 8— 35V。 (3) 振蕩器工作頻率范圍寬： 100Hz400KHz. (4) 具有振蕩器外部同步功能。 (6) 內(nèi)置軟啟動電路。 (8) 具有 PWM 瑣存功能，禁止多脈沖。 SG3525A 的工作原理 SG3525A內(nèi)置了 精密基準(zhǔn)電源，微調(diào)至 %，在誤差放大器共模輸入電壓范圍內(nèi)，無須外接分壓電組。在 CT 引腳和 Discharge引腳之間加入一個電阻就可以實現(xiàn)對死區(qū)時間的調(diào)節(jié)功能。 入一個電阻就可以實現(xiàn)對死區(qū)時間的調(diào)節(jié)功能。 SG3525A 的軟啟動接入端（引腳 8）上通常接一個 5pF 的軟啟動電容。此時， PWM 瑣存器的輸出也為高電平，該高電平通過兩個或非門加到輸出晶體管上，使之無法導(dǎo)通。由于實際中，基準(zhǔn)電壓通 19 常是接在誤差放大器的同相輸入端上，而輸出電壓的采樣電壓則加在誤差放大器的反相輸入端上。反之亦然。當(dāng) Shutdown（引腳 10）上的信號為高電平時， PWM 瑣存器將立即動作，禁止 SG3525A 的輸出，同時，軟啟動電容將開始放電。注意， Shutdown 引腳不能懸空，應(yīng)通過接地電阻可靠接地，以防止外部干擾信號耦合而影響 SG3525A 的正常工作。如果輸入電壓過低，在 SG3525A 的輸出被關(guān)斷同時，軟啟動電容將開始放電。 ICL8038 簡介及其應(yīng)用 ICL8038 精密函數(shù)發(fā)生器是采用肖特基勢壘二極管等先進(jìn)工藝制成的單片集成電路芯片，電源電壓范圍寬、穩(wěn)定度高、精度高、易于用等優(yōu)點，外部只需接入很少的元件即可工作，可同時產(chǎn)生方波、三角波和正弦波，其函數(shù)波形的頻率受內(nèi)部或外電壓控制，可被應(yīng)用于壓控振蕩和 FSK 調(diào)制器。 (引腳 2)：正弦波輸出端 。 (引腳 4)：恒流源調(diào)節(jié)（ 4腳和 5腳外接電阻，以實現(xiàn) 方波 占空比的調(diào)節(jié)） 。 (引腳 6)： 正電源 177。18V 。 (引腳 8)：調(diào)頻控制輸入端 。 (引腳 10)： 外接電容 震蕩 C。 (引腳 12)：正弦波失真調(diào)節(jié) 。 ICL8038 的 工作 特點 : (1) 可同時輸出任意的三角波、矩形波和正弦波等。 (3) 占空比范圍 : 2%～ 98%。 (5) 低溫度漂移 : 50ppm/℃ 。 (7) 工作電源 : 177。12V 或者 +12V～ +25V。采用隔離驅(qū)動方式時需要將多路驅(qū)動電路、控制電路、主電路互相隔離，以免引起災(zāi)難性的后果。 光電隔離具有體積小，結(jié)構(gòu)簡單等優(yōu)點，但存在共模抑制能力差，傳輸速度慢的缺點。 電磁隔離用脈沖變壓器作為隔離元件，具有響應(yīng)速度快（脈沖的前沿和后沿），原副邊的絕緣強(qiáng)度高， dv/dt 共模干擾抑制能力強(qiáng)。而且最大占 21 空比被限制在 50％。脈沖變壓器體積大，笨重，加工復(fù)雜。隨著驅(qū)動技術(shù)的不斷成熟，已有多種集成厚膜驅(qū)動器推出。美國 IR公司生產(chǎn)的 IR2110 驅(qū)動器 ,它兼有光耦隔離（體積?。┖碗姶?隔離（速度快）的優(yōu)點，是中小功率變換裝置中驅(qū)動器件的首選品種。具有獨立的低端和高端輸入通道；懸浮電源采用自舉電路，其高端工作電壓可達(dá) 500V， dv/dt=177。 5V 的偏移量；工作頻率高，可達(dá)500kHz；開通、關(guān)斷延遲小 ，分別為 120ns 和 94ns；圖騰柱輸出峰值電流為 2A。 （引腳 2） :公共端 。 （引腳 4） : 空端 。 22 (引腳 6):高端浮置電源電壓 。 （引腳 8） : 空端 。 （引腳 10） : 邏輯高端輸入 。 （引腳 12） :邏輯低端輸入 。 （引腳 14） :空端 。 (2) 懸浮電源采用自舉電路，其高端工作電壓可達(dá) 500V。 (4) 邏輯電源的輸入范圍（腳 9） 5— 15V，可方便的與 TTL， CMOS 電平相匹配， 而且邏輯電源地和功率電源地之間允許有 5V的便移量。 (6) 開通、關(guān)斷延遲小，分別為 120ns 和 94ns。 各芯片外圍電路 ICL8038 外圍電路 23 圖 411 ICL8038 外圍電路 由 ICL8038 構(gòu)成的精密函數(shù)發(fā)生器電路如圖所示。阻值范圍是 1KΩ 1MΩ 調(diào)節(jié) R1 及 R2 能調(diào)節(jié)震蕩頻率及矩形波的占空比。由于第 9腳為集電極開路輸出 ,必須外接集電極負(fù)載電阻 R。因此設(shè)置電阻 R23的值為 10K 電容為 50HZ。從而輸入 SG3525A，通過與其內(nèi)部的鋸齒波比較產(chǎn)生需要的脈沖調(diào)寬波（ PWM） . 使用單電源時三角波和正弦波的電壓平均值等于 Vcc/2 ,正弦波幅度為 Vcc/5，而方波幅度是 Vcc/3 。 在本次設(shè)計中需要用到電壓比較器對相應(yīng)信號進(jìn)行處理。常用的運算放大器有 TL022C、 TL060C等 ,其工作電壓為 177。18V, 消耗電流為 50～ 250mA。 為了減少電路的不必要損耗，而且本設(shè)計中對運算放大器的要求不高，因而本次設(shè)計中的運算放大器均采用低功耗型 TL022C. TL494 外圍電路 圖 412 TL494外圍電路圖 50HZ 脈沖產(chǎn)生芯片 TL494 外圍電路如上圖所示 : 15 腳為芯片 TL494 的反相輸入端， 16 為同相輸入端，電路正常情況下 15 腳電壓 應(yīng)略高于 16 腳電壓才能保證誤差比較器 II 的輸出為低電平，才能使芯片內(nèi)兩個三極管正常工作。所以 15 腳電壓應(yīng)高于 5V。 14 腳輸出基準(zhǔn)電壓，因為推挽電路為雙端輸出，故將輸出控制端 13 腳 與 14 腳連在一起。 11 腳 末級三極管集電極，此處亦接外接電源。 7 腳為接地端， 6 腳外接震蕩電阻和電容用于控制輸出脈沖頻率。 25 SG3525A 外圍電路 圖 413 SG3525A外圍電路圖 PWM 波產(chǎn)生芯片 SG3525A 的外圍電路如上圖所示： 引腳 2 分別為內(nèi)部放大器的反向輸入端和同向輸入端。 2 腳接地。 4 腳為振蕩器輸出，亦不使用。 f=).( 1 DTT RRC ? （ 46） 7端的電阻為震蕩電容的放電端。反之，則放電時間短 。 9 腳為補(bǔ)償端，此電路中輸入正弦波， 10 腳為封鎖端，引腳電位大于 時，芯片停止工作，和相應(yīng)的保護(hù)電路相連。 12 腳接地端。 在本次設(shè)計中震蕩電容為 2200pF，震蕩電阻 R34 和 R35 26 分別為 10K、 1K，則內(nèi)部鋸齒波震蕩頻率為 . IR2110 外圍電路 圖 414 IR2110外圍電路圖 驅(qū)動芯片 IR2110 外圍電路如上圖所示：其中引腳 1和引腳 7交替輸出高低電平，通過電阻后驅(qū)動四個場效應(yīng)管交替導(dǎo)通， IR2110 驅(qū)動半橋的電路如圖所示，其中 C11，D13分別為自舉電容和自舉二極管， C10為 VCC 的濾波電容。 IR2110 工作原理如圖 415所示： 當(dāng) HIN 為高電平時： VM1 開通， VM2關(guān)斷， VC1加到 S1的柵極和源極之間， C1通過 VM1， Rg1 和柵極和源極形成回路放電，這時 C1就相當(dāng)于一個電壓源，從而使 S1 導(dǎo)通。 當(dāng) HIN 為低電平時： VM1 關(guān)斷， VM2導(dǎo)通，這時聚集在 S1柵極和源極的電荷在芯片內(nèi)部通過 Rg1 迅速放電使 S1 關(guān)斷。在此同時 VCC經(jīng)自舉二極管， C1 和 S2 形成回路，對 C1 進(jìn)行充電，迅速為 C1補(bǔ)充能量，如此循環(huán)反復(fù)。場效應(yīng)管無輸入信號，逆變電源停止輸出。當(dāng)電池電壓高于設(shè)定值時， 保護(hù)電路 輸出高電平，使逆變電路停止工作，因為輸出電壓和輸入電壓也是密切相關(guān)的，對輸入的過壓保護(hù)在一定程度上也是輸出的過壓保護(hù)。電路結(jié)構(gòu)如圖 416， Q1和 Q2 的基極分別接 TL494 的兩個內(nèi)置晶體管的發(fā)射極。此脈沖電壓經(jīng)過整流濾波電路變成 320V 高壓直流電壓。 電路正常時， TL494 的兩個內(nèi)置晶體管交替導(dǎo)通，導(dǎo)致圖中晶體管 Q Q2 的基極也因此而交替導(dǎo)通， Q3 和 Q4 也 交替導(dǎo)通，這樣使變壓器工作在推挽狀態(tài)， Q3和 Q4以頻率為 50KHz 交替導(dǎo)通，使變壓器的初級輸入端有 50KHz 的交流電。當(dāng) Q1 導(dǎo)通時， Q2截止，場效應(yīng)管 Q3因為柵極無正偏壓而截止，而此時 Q2截止，導(dǎo)致場效應(yīng)管 Q4 柵極有正偏壓而導(dǎo)通。極性電容 C3 濾去 12V 直流中的交流成分，降低輸入干擾 [14]。整流濾波電路由四只整流二極管和一個濾波電容組成。在橋式整流電路中，電容 C4濾去了電路 28 中的交流成分， 此處濾波取值為 10uF。 圖 416 直流變換電路圖 DC/AC 變換電路 圖 417 DC/AC轉(zhuǎn)換電路圖 DC/AC 電路結(jié)構(gòu)如 圖 417 所示 ，該變換電路為全橋橋式電路。其高端和低端輸出的兩列波形圖 418（ a） 中的 VAN和 VBN。經(jīng)過濾波后輸出為 220V 的工頻正弦波的前半個周期 [15]。因而 在本次設(shè)計中，SG3525A 輸出的調(diào)寬脈沖并不直接用來驅(qū)動全橋電路。由 ICL8038 產(chǎn)生的正弦波經(jīng)相應(yīng)處理后轉(zhuǎn)化為兩列相位互補(bǔ)的 50Hz 方波，如圖 418（ b） 所示 這兩列方波信號分別輸入兩個與門電路的另一個輸入端， 經(jīng)過相與后可以去掉 SG3525A 輸出的調(diào)寬波的半個周期的瞬間方波脈沖， 如圖 418（ c） 所示，這樣可以使 避免 輸出的正弦波形 中的雜波干擾 ，使得輸出波形 更加完。 在逆變電源中，場效應(yīng)管應(yīng)當(dāng)能承受 320V 的直流高壓電，考慮到電壓波動以及一定的裕量，場效應(yīng)管的電壓參 數(shù)應(yīng)大于 400V,參照場效應(yīng)管的參數(shù)表，故選用型號為 IRF820A 的場效應(yīng)管。足以滿足逆變電源 320V以及最大電流 1A的要求。 由于引腳 2 與基準(zhǔn)電壓輸出端 14腳 相連 ，則引腳 2的電壓為基準(zhǔn)電壓 5V。 輸入欠壓保護(hù)電路 欠壓保護(hù)電路如圖 420 所示，它監(jiān)測蓄電池的電壓狀況，如果蓄電池電壓低于預(yù)設(shè)的 ，保 護(hù)電路開始工作，使控制器 SG3525A 的腳 10 關(guān)斷端輸出高電平，停止驅(qū)動信號輸出。 當(dāng)蓄電池的電壓下降超過預(yù)定HO LO 31 值后，運算放大器開始工作，輸出跳轉(zhuǎn)為負(fù)，同時三級管 V 截止，向 SG3525A的 SD端輸出高電平，封鎖 IR2110 的輸出驅(qū)動信號 ， 此時沒有逆變電壓的輸出。 圖 420 欠壓保護(hù)電路圖 過熱保護(hù)電路 因為逆變電源頻率很高，當(dāng)接大功率負(fù)載時逆變器會發(fā)熱，處于過熱狀態(tài)會影響一部分元器件的性能，會影響逆變器的使用壽命。 圖 421 過熱保護(hù)電路 32 電路結(jié)構(gòu)如圖 421。因 為芯片內(nèi)置 5V 基準(zhǔn)電壓源，負(fù)載能力為 10mA。 15 腳電壓 U計算式為： U=12 R5247。這里取 200? 。 輸出過壓保護(hù)電路 輸出過壓保護(hù) 電路結(jié)構(gòu)如圖 422， 電阻 R41 和 R42 對輸出電壓進(jìn)行采樣， 當(dāng)輸出電壓過高時將導(dǎo)致穩(wěn)壓管 D15擊穿，使 SG3525A 芯片的 10 腳對地的電壓升高， 使芯片 SG3525A 停止 輸出驅(qū)動脈沖 ，切斷輸出 [18]。穩(wěn)壓管的穩(wěn)壓值一般規(guī)定為輸出電壓的 130%～ 150%。 =10V (48) 故穩(wěn)壓管的穩(wěn)壓值為 C16 為 ,用來濾波。 圖 422 輸出過壓保護(hù) 電路 圖 輸出過流保護(hù)電路 33 圖 423 輸出過 流 保護(hù) 電路 圖 輸出電流保護(hù)電路如 圖 423 所示：電流采樣由電流互感器 T2 完成，電流互感器的原邊直接串聯(lián)在逆變電源的輸出端，原邊的工頻電流會在副邊感生出感應(yīng)電流。 此處設(shè)定輸出最大電流為 ,電流互感器的原副邊匝數(shù)比為 1： 電流達(dá)到 時， 在副邊會感生出 10mA 的電流，經(jīng)過整流橋和濾波電容的整流濾波之后轉(zhuǎn)換為穩(wěn)定的直流電流，經(jīng)過可變電阻 R20 后在運放的反向端輸入一個電壓，取R20 為 1K,則反向端電壓為 5V。 34 5 結(jié)論 本文設(shè)計了一款高性能的車載逆變電