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基于UC3524的逆变电源设计毕业设计论文

基于UC3524的逆变电源设计毕业设计论文

基于UC3524的逆变电源设计摘要逆变电源是一种采用电力电子技术进行电能变幻的装置,主要应用与银行、通信、医院、金融等重要机构。

设计内容包括逆变电路原理分析、微机控制电路设计、主电路设计、主要开关器件驱动电路设计,系统抗干扰设计,保护设计,主电路设计采用开关频率高导通压降低功耗低的绝缘栅双极晶体管IGBT。

逆变电源输入输出都经过变压器进行电气隔离,使整个电路系统与外接电网和负载完全电气隔离。

电源保护电路主要有过流保护、过压保护、短路保护,通过将主电路中的电压电流信号反馈到控制电路中,实现系统自我保护功能。

为保证输出稳定的交流电压,对交流输出电压进行取样,经过采样电路处理反馈到控制电路中进行分析,使输出电压幅值稳定在规定范围内。

关键词:逆变电源,IGBT,微机控制,保护电路UC3524 INVERTER BASED POWER SUPPLYDESIGNEDABSTRACTPower inverter is an electrical energy using power electronics technology changing device, the main application and banking, telecommunications, hospitals, financial and other important institutions. Design elements include inverter circuit analysis, computer control circuit design, the main circuit design, the main switching device drive circuit design, system anti-jamming 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 through the transformer, so that the whole circuit system with external power grid and load complete 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 self-protection 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,目录前言 (1)第1章逆变电源设计方案论证 (3)1.1 设计背景 (3)1.1.1 基于UC3524逆变电源的设计思路 (3)1.1.2 逆变电源的工作原理 (4)1.2 逆变电源的逆变电路及控制方案 (4)1.2.1 逆变电路 (4)1.2.1 逆变电路的驱动控制 (6)1.3 逆变电源的特性分析 (6)1.3.1 逆变电源的功能特性 (6)1.3.2 逆变电源技术特性 (7)1.4 设计方案总体规划 (8)第2章逆变电源硬件结构设计 (9)2.1 逆变桥驱动器选择 (9)2.1.1 逆变电路对驱动器的要求 (9)2.1.2 逆变电路驱动器选择 (9)2.2 逆变电源硬件设计 (10)2.2.1 全桥逆变电路设计 (10)2.2.2 驱动脉冲发生电路设计 (13)2.2.3 逆变输出采样电路 (15)2.2.4 负载供电自动切换电路 (16)2.2.5 逆变电源保护电路 (17)2.2.6 市电断电监测电路 (18)2.2.7 电源供电电源切换电路 (18)2.2.8 蓄电池电量监控电路 (20)2.2.9 微机控制 (22)2.3 逆变电源稳定性设计 (24)第3章软件设计 (26)3.1 MAX187工作时序 (26)3.2 MAX187驱动程序设计 (26)3.3 微机软件设计思路 (28)第4章逆变电源输出波形的改进 (30)4.1 PWM控制的基本原理 (30)4.2 单相PWM逆变电路及其控制方法 (31)4.2.1 SPWM波形实现方法 (31)4.2.2 SPWM逆变电路谐波分析 (34)第5章总结与展望 (36)5.1 全文工作总结 (36)5.2 后续工作展望 (37)致谢 (38)参考文献 (38)外文资料翻译............................................... 错误!未定义书签。

单相逆变电源的毕业设计

单相逆变电源的毕业设计

漳州师范学院毕业论文(设计)基于PIC单片机单相SPWM逆变电源的设计The Design of Inverter Basing on PIC Microcontroller Single-phase SPWM姓名:林小章学号:080502230系别:物理与电子信息工程系专业:电子信息科学与技术年级: 2008级指导教师:黄成老师2011年12 月31日摘要本系统以单片机PIC16F877A为控制核心的单相全桥式电压型SPWM逆变电源。

系统主要由交流220V变压隔离成可调交流电,再整流变换成直流电,SPWM信号通过光耦隔离器控制由开关管MOEFET组成的逆变器件的工作状态,实现对输出的控制,即AC-DC-AC变换。

从而得到频率和幅度都可调的正弦交流电,后端再对电压、电流以及频率的采样,从而实现闭环的控制。

该逆变电源输出的正弦交流电精度高,性能稳定,实用价值高,在电力电子技术中应用广泛。

关键词:SPWM;逆变器;驱动电路;场效应管IRF840AbstractThis system is a single-phase full-bridge voltage-type inverter which is based on PIC16F877A microcontroller. It is mainly transformed from 220V AC to adjustable AC, then rectifies to DC. Signal SPWM controls the working status of the inverter device which consists of switch MOEFET through the photon coupled isolator. And this procedure achieves the control of the output. That is the AC-DC-AC conversion. Consequently, the sinusoidal alternating current whose frequency and amplitude are both adjustable comes into being. Later, the samples of voltage, current, and frequency are taken in order to control the closed-loop. The sinusoidal alternating current from this inverter is in possession of high accuracy, stable performance, and high practical utility. Thus, it is widely applied to power electronic technology.Key words:SPWM; inverter Driving; circuit;the field effect manage IRF840目录摘要 (I)ABSTRACT (I)1. 引言........................................................................................ 错误!未定义书签。

低压三相异步电机的逆变电源毕业论文

低压三相异步电机的逆变电源毕业论文

摘要本文设计了一套用于驱动低压三相异步电机的逆变电源。

由于日常生活中许多场合用电设备都不方便直接使用交流电网提供的电源工作,从而将已有的直流电进行逆变得到需要的交流电的逆变技术具有很大的应用空间。

本文设计的逆变电源由48v直流电压源供电,是电压型逆变电源。

电源主体电路为三相全桥逆变电路,开关器件采用MOSFET IRF640, IRF640的栅极控制信号为PWM波。

电源系统利用PIC18F2431用软件方法生成最初的六路PWM波形,经半桥驱动IR2103S后输出作为三相逆变全桥电路的六个桥臂的控制信号。

本文还设计了过电流保护电路。

通过运放LM358两个管脚电平的比较,当主电路电流过大时,LM358送给单片机一个控制信号,单片机关闭输出信号避免电路损坏。

通过与上位机联机调试,测取了单片机输出的PWM波,IR2103S输出的栅极控制信号以及驱动三相异步电机时电机的电压电流波形,并进行了分析。

关键词:逆变电源,三相异步电机,脉宽调制ABSTRACTIn this paper, a kind of inverter is designed to drive asynchronous motors. Because the AC supply is not always available to all of the electrical equipments ,the technology of inversion has an vast application. The inverter designed in this paper is supplied by an 48-volt DC voltage source. The triphase full-bridge circuit is used as the main circuit of the inverter. Six mosfets IRF640N are took as switching devices, and their grids are controlled by PWM signals. The system uses PIC18F2431 to create PWM waves by software.This thesis also designed a protecting circuit for excess current. By comparing two voltages on its pins, LM358 sends a signal to PIC18F2431 when the excess current appears. PIC18F2431 shut the outputs to protect the whole circuit.The waveforms, including the PWM output, the signals from IR2103S as well as the voltage waveform and current Waveform, are measured by connecting the system with computer and then are analysed.KEY WORDS: inverter, three-phase asynchronous motors, PWM目录摘要 (1)ABSTRACT (2)目录 (3)前言 (5)第1章逆变电源的基本理论 (8)1.1 逆变电源的发展及现状 (8)1.2 逆变电路分类 (8)1.3 三相PWM逆变器的电路拓扑 (9)1.4 电压型三相全桥逆变电路 (11)第2章逆变电路的控制技术 (15)2.1 逆变电源控制技术的发展 (15)2.2 PWM概述 (16)2.3 PWM基本原理 (19)2.3.1 面积等效原理 (19)2.3.2 同步调制与异步调制 (19)2.3.3 自然采样法与规则采样法 (21)2.4 三相SPWM (22)第3章逆变电源硬件电路设计 (25)3.1 电路原理图 (25)3.2 PIC18F2431简介 (26)3.3 驱动电路 (29)3.3.1 IR2103S简介 (29)3.3.2 驱动电路分析 (32)3.3.3 死区时间分析 (33)3.4 逆变电路 (35)3.4.1 IRF640N简介 (35)3.4.2 IRF640N工作特性 (37)3.5 保护电路 (38)3.6 电源电路 (40)3.7 逆变电源工作过程 (42)第4章实验结果与分析 (43)4.1 单片机输出的PWM波形及分析 (43)4.2 逆变电路开关器件栅极控制信号及分析 (44)4.3 带电动机负载后电压、电流波形 (46)第5章谐波分析 (48)5.1 谐波产生原因 (48)5.2 谐波补偿技术 (48)5.2.1 一种特定谐波消去法(Selected Harmonic Elimination PWM—SHEPWM) (48)5.2.2 谐波补偿技术 (50)第6章全文小结 (52)致谢 (53)参考文献 (54)前言随着控制技术的发展,许多场合的用电设备都不是直接使用公用交流电网提供的交流电作为电能源,而是通过各种形式对其进行变换,从而得到各自所需的电能形式。

逆变电源毕业设计(论文)

逆变电源毕业设计(论文)

基于TL494逆变电源设计摘要本设计主要应用开关电源电路技术有关知识,涉及模拟集成电路、电源集成电路、直流稳压电路、开关稳压电路等原理,充分运用芯片TL494的固定频率脉冲宽度调制电路及场效应管(N沟道增强型MOSFET)的开关速度快、无二次击穿、热稳定性好的优点而组合设计的电路。

该逆变电源的主要组成部分为:DC/DC电路、输入过压保护电路、输出过压保护电路、过热保护电路、DC/AC变换电路、振荡电路、全桥电路。

在工作时的持续输出功率为150W,具有工作正常指示灯、输出过压保护、输入过压保护以及过热保护等功能。

该电源的制造成本较为低廉,实用性强,可作为多种便携式电器通用的电源。

关键词:过热保护,过压保护,集成电路,振荡频率,脉宽调制Inverter Power supply Design Based on TL494ABSTRACTThe design applying the switching power source circuit technology in connected. Relating with knowledge about what imitate integrated circuit、power source integrated circuit、power amplification integrated circuit and switching regulated voltage circuit on principle. Sufficient apply chip TL494 fixed-frequency pulse width modulation circuit and field effect transistor (N channel strengthen MOSFET) whose switch speed quick, nothing secondary Break down and hot stability good merit to design circuit. Owe the inverter main part ingredient by DC/DC circuit、importing the over-voltage crowbar circuit、exporting an over-voltage crowbar protect a circuit、overheat protective circuit、DC/AC shifts circuit、oscillating circuit and entire bridge circuit. Continuing for during the period of the job exports power functions such as being 150 W, having the regular guiding lights working, exporting an over-voltage crowbar, importing the over-voltage crowbar and overheat protective. The cost of manufacture being a power source of turn is comparatively cheap, the pragmatism is strong, and it has a function annex to the various portably type.KEY WORDS: over heat protective, over-voltage integrated circuit (IC), oscillating frequency, pulse width modulation (PWM).目录前言 (1)第1章简介 (3)1.1 概述 (3)第2章逆变电源原理与构成 (4)2.1 逆变电源的基本构成和原理 (4)2.1.1 逆变电源的基本构成和原理 (4)2.1.2 逆变电源的技术性能指标及主要特点 (7)2.2 逆变电源的主要元器件及其特性 (7)2.2.1 TL494电流模式PWM控制器 (7)2.2.2 场效应管 (11)2.2.3三极管 (12)第3章各部分支路电路设计及其参数计算 (13)3.1 各部分支路电路设计及其参数计算 (13)3.1.1 DC/DC变换电路 (13)3.1.2输入过压保护电路 (14)3.1.3输出过压保护电路 (15)3.1.4 DC/AC变换电路 (16)3.1.5 TL494芯片Ⅰ外围电路 (18)3.1.6 TL494芯片Ⅱ外围电路 (18)3.1.7逆变电源的整机电路原理图 (19)3.1.8电路的元件参数表 (19)第4章调试 (20)结论 (21)谢辞 (22)附录A整机原理图 (23)附录B元件参数表 (25)附录C 元件参数表 (26)附录D整机PCB板(两面) (27)参考文献 (29)外文资料翻译 (30)前言开关电源是一种由占空比控制的开关电路构成的电能变换装置,用于交流—直流或直流—直流电能变换,通常称其为开关电源(Switched Mode Power Supply-SMPS)。

逆变电源设计范文

逆变电源设计范文

逆变电源设计范文逆变电源的设计主要包括以下几个方面:输入电路设计、直流滤波电路设计、逆变电路设计和输出电路设计。

输入电路设计是逆变电源设计的第一步。

通常输入电路包括整流桥电路和滤波电路。

整流桥电路用于将交流电转换成直流电,常用的整流桥电路有单相桥式整流电路和三相桥式整流电路。

滤波电路用于滤除直流电中的杂散波动,常见的滤波电路有电容滤波电路和电感滤波电路。

直流滤波电路设计是逆变电源设计的第二步。

直流滤波电路的作用是进一步滤除输入直流电中的脉动成分,保证逆变电源输出的直流电质量。

常见的直流滤波电路一般由电容器和电感器组成,可以选择适当的电容器和电感器参数来满足输出直流电的要求。

逆变电路设计是逆变电源设计的核心。

逆变电路用于将滤波后的直流电转换成交流电。

常见的逆变电路有全桥逆变电路、半桥逆变电路和单桥逆变电路。

逆变电路一般由功率开关管和驱动电路组成,功率开关管可以选择晶体管、场效应管等器件,驱动电路可以选择IC芯片或者自己设计。

输出电路设计是逆变电源设计的最后一步。

输出电路用于将逆变电路输出的交流电转换成需要的电压、电流形式。

输出电路的设计要根据具体的应用来确定,可以选择变压器、整流电路、滤波电路等来完成输出电路的设计。

在逆变电源设计过程中,需要考虑一些关键参数,如输入电压范围、输出电压、输出功率等,以及一些保护功能,如过流保护、过压保护和短路保护等。

设计者还需要考虑一些因素,如元器件的选型、电路的散热和电磁兼容等。

总之,逆变电源设计是一项复杂而重要的工作,设计者需要充分了解逆变电源的原理和特点,结合具体应用的需求,选择合适的电路拓扑和元器件,实现逆变电源的设计。

一种低成本逆变电源介

一种低成本逆变电源介

一种低成本逆变电源admin 2010-04-10 20:36 来源:未知【免责声明】本站部分文章来源于网络,其版权归原作者所有,本站搜集整理仅供网友学习参考之用。

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引言电源是电子设备的动力部分,是一种通用性很强的电子产品。

它在各个行业及日常生活中得到了广泛的应用,其质量的好坏极大地影响着电子设备的可靠性,其转换效率的高低和带负载能力的强弱直接关系着它的应用范围。

方波逆变是一种低成本,极为简单的变换方式,它适用于各种整流负载,但是对于变压器的负载的适应不是很好,有较大的噪声。

本文依据逆变电源的基本原理,利用对现有资料的分析推导,提出了一种方波逆变器的制作方法并加以调试。

1 系统基本原理本逆变电源输入端为蓄电池(+12V,容量90A·h),输出端为工频方波电压(50Hz,310V)。

其结构框图如图1所示。

目前,构成DC/AC逆变的新技术很多,但是考虑到具体的使用条件和成本以及可靠性,本电源仍然采用典型的二级变换,即DC/DC 变换和DC/AC逆变。

首先由DC/DC变换将DC12V电压逆变为高频方波,经高频升压变压器升压,再整流滤波得到一个稳定的约320V 直流电压;然后再由DC/AC变换以方波逆变的方式,将稳定的直流电压逆变成有效值稍大于220V的方波电压;再经LC工频滤波得到有效值为220V的50Hz交流电压,以驱动负载。

2 DC/DC变换由于变压器原边电压比较低,为了提高变压器的利用率,降低成本,DC/DC变换如图2所示,采用推挽式电路,原边中心抽头接蓄电池,两端用开关管控制,交替工作,可以提高转换效率。

而推挽式电路用的开关器件少,双端工作的变压器的体积比较小,可提高占空比,增大输出功率。

双端工作的方波逆变变压器的铁心面积乘积公式为AeAc=Po(1+η)/(ηDKjfKeKcBm)(1)式中:Ae(m2)为铁心横截面积;Ac(m2)为铁心的窗口面积;Po为变压器的输出功率;η为转换效率;δ为占空比;K是波形系数;j(A/m2)为导线的平均电流密度;f为逆变频率;Ke为铁心截面的有效系数;Kc为铁心的窗口利用系数;Bm为最大磁通量。

毕业设计(论文)-家用电源逆变器设计

毕业设计(论文)-家用电源逆变器设计

应天职业技术学院机电工程系毕业设计报告课题名称家用电源逆变器设计作者专业电力系统自动化技术(供用电技术)班级学号供电091 0974139指导教师2011 年11 月目录摘要..............................................................错误!未定义书签。

一、概述.. (2)二、毕业设计的任务与意义 (3)(一)毕业设计的任务 (3)(二)毕业设计的意义和要求 (3)三、基本原理 (4)(一)逆变器的特点与应用范围 (4)(二)电路基本原理 (4)(三)逆变器应用类型 (5) (6)2.无源逆变电路 (7)四、设计方案 (8)(一)输入波形的选择 (8)(二)50HZ、220V方波波形输出实现电路选择 (8)1.脉宽调制器(PWM) (8)2.输出方式 (8)(三)各元件分析 (8)(四)基本构成 (12)(五)逆变器的主要指标 (14)(六)设计图纸 (15)(七)保护电路设计 (15)(八)DC/AC变换电路 (17)五、毕业设计过程中出现的问题及解决方法 (18)六、总结 (19)参考文献家用电源逆变器设计摘要:本文利用电力电子的基本原理设计一种将直流电转换成220V、50Hz交流电或其它类型的交流电的逆变器电路。

它输出的交流电可用于各类设备,最大限度地满足移动供电场所或无电地区用户对交流电源的需要。

本文主要介绍了逆变器的含义、发展情况,以及逆变器的基本原理图,具体设计电路,最后对毕业设计遇到的问题进行总结归纳。

关键词:直流交流逆变有源无源一、概述逆变器是一种电源转换装置,逆变器按激励方式可分为自激式振荡逆变和他激式振荡逆变。

主要功能是将蓄电池的直流电逆变成交流电。

通过全桥电路,一般采用SPWM处理器经过调制、滤波、升压等,得到与照明负载频率、额定电压等相匹配的正弦交流电供系统终端用户使用。

有了逆变器,就可使用直流蓄电池为电器提供交流电,提供稳定可靠的用电保障,如笔记本电脑、手机、手持pc、数码相机以及各类仪器等;逆变器还可与发电机配套使用,能有效地节约燃料、减少噪音;在风能、太阳能领域,逆变器更是必不可少。

逆变电源的设计毕业设计论文 精品

逆变电源的设计毕业设计论文 精品

目录引言 (1)1 绪论 (2)1.1逆变电源的广泛应用 (2)1.2逆变电源的发展趋势 (3)1.3本课题的任务 (3)2 逆变电源原理 (5)2.1开关逆变电源原理 (5)2.2SPWM概述 (6)2.3SPWM调制 (7)2.3.1单极性正弦波脉宽调制方式 (8)2.3.2双极性正弦波脉宽调制方式 (9)2.4SPWM的采样方法 (10)2.4.1自然采样法 (10)2.4.2规则采样法 (10)2.4.3等面积法 (11)2.5SPWM生成方法 (11)2.5.1调制过程特征 (13)2.5.2载波比(N) (15)2.5.3脉冲的占空度 (17)2.6本章小结 (17)3 逆变主电路设计 (18)4 直流升压电路设计 (19)4.1直流升压主电路拓扑确定 (19)4.1.1升压环节拓扑结构比较 (19)4.2升压电路选择 (20)4.3本章小结 (21)5 控制电路设计 (22)5.1PIC16F73单片机及外围电路设计 (22)5.2驱动电路设计 (22)5.3本章小结 (25)6 逆变电路设计 (26)6.1逆变电路拓扑确定 (26)6.2逆变主电路的选择 (27)6.3逆变主电路元器件及其参数选择 (28)6.4本章小结 (28)7 采样反馈/保护电路设计 (29)7.1采样反馈电路设计 (29)7.2保护电路设计 (29)7.2.1NMOS过流保护的必要性 (29)7.2.2设计短路保护电路要求 (30)7.2.3保护电路设计 (30)7.3本章小结 (31)8 软件设计 (32)8.1正弦波脉宽的生成 (32)8.2软件设计 (32)8.3本章小结 (35)9 实验结果与展望 (36)9.1实验结果 (36)9.2展望 (37)10 总结 (38)10.1设计中的不足 (38)谢辞 (39)参考文献 (40)附录 (41)附录1单片机控制电路PCB (41)附录2驱动电路PCB (41)附录3逆变电路PCB (42)附录4电压反馈保护电路PCB (42)附录5程序清单 (43)引言随着国民经济的高速发展和国内外能源供应的紧张,电能的开发和利用显得更为重要。

一种超低成本逆变电源分析与应用

一种超低成本逆变电源分析与应用

一种超低成本逆变电源分析与应用超低成本逆变电源是一种其设计与制造成本极为低廉的逆变电源。

逆变电源是一种将直流电源转换为交流电源的电子装置,它在许多电子设备和系统中得到广泛应用,如太阳能发电、风能发电、电动车、UPS电源等。

本文将就超低成本逆变电源的分析与应用进行探讨。

首先,超低成本逆变电源的设计与制造成本低廉,是其最突出的特点。

这主要得益于现代电子技术的发展,如MOSFET功率开关器件的广泛应用、高频变压器的研制与应用、单片机控制技术的成熟等,这些新技术的应用使得逆变电源的设计与制造成本大大降低。

此外,超低成本逆变电源还采用了简化的电路设计,减少了器件的使用数量,从而进一步降低了成本。

其次,超低成本逆变电源的性能表现也相当可靠。

尽管成本低廉,但超低成本逆变电源在性能上并不逊色于传统的高成本逆变电源。

其输出电压的波形质量、输出功率的稳定性、电压与频率的调节范围等指标都能满足大部分应用要求。

这得益于现代电子器件技术的持续进步,使得超低成本逆变电源能够在低成本条件下提供可靠的电源能力。

另外,超低成本逆变电源的应用范围也非常广泛。

除了传统的应用领域外,如家庭电器、工业设备等,超低成本逆变电源还可以应用于一些特殊领域。

比如,可以应用于农村地区的电力供应,解决农村电网不稳定的问题;可以应用于半导体设备的电源供应,提供稳定、纯净的电源给半导体设备使用;可以应用于医疗设备的电源供应,提供可靠、安全的电源给医疗设备使用等。

这些应用领域的需求与超低成本逆变电源的性能与成本要求相契合,因此具有很大的市场前景。

最后,需要注意的是,尽管超低成本逆变电源具有低成本、性能可靠、应用广泛的诸多优点,但在设计与制造过程中仍需注意一些问题。

比如,必须合理选择电子器件,保证器件的质量与性能;必须合理设计电路,确保电路的稳定性与可靠性;必须进行严格的检测与验证,确保产品的质量与性能相匹配。

只有在充分注意这些问题的情况下,超低成本逆变电源才能真正发挥其优点,为用户提供高质量的电源能力。

逆变电源的设计及matlab仿真…论文

逆变电源的设计及matlab仿真…论文

摘要近年来,随着科学技术的进步,人们生活要求及质量不断提高,笔记本电脑、手机、数码相机以及MP3、MP4等小型高科技产品越来越多的被人们使用、各种新兴能源不断的出现,这促使了逆变技术不断的发展进步。

正因为有了逆变电源,人们才可以利用直流电(如蓄电池、燃料电池、开关电源等)转换成为各种所需的交流电来为各种电器提供稳定可靠的电力保障,才能使人们平时使用的笔记本电脑、手机、数码相机等能够正常工作。

此外,小型逆变电源还可以利用飞机、汽车以及便携式供电设备等,在野外提供交流电源,方便人们的日常生活,所以逆变电源的研究将是必然的选择,而且它的研究也必将给人们带来可观的经济效益和社会效益。

本课题针对独立逆变系统的特点,首先对系统的方案进行比较分析,并提出了“直流升压斩波电路+全桥逆变”的逆变电源设计方案。

在方案选定的基础上,对构成独立逆变系统的升压环节和逆变环节以及PWM装置进行分析,确定其电路原理图以及工作方式,并实现直流升压斩波电路和全桥逆变电路的PWM控制。

在设计中,采用PI控制算法计算控制调制幅度值,控制调节开关管的导通和关断时间发生变化,使输出电压稳定在220V。

然后在Matlab中对独立逆变系统进行仿真、分析。

最后,论文给出了调试与仿真结果,验证了本文所采用的逆变思想的可实现性,而且电路简单,控制方便,结构紧凑,在一定程度上降低了成本和提高了可靠性。

关键词:直流升压全桥逆变Matlab仿真AbstractIn recent years, along with the science and technology progress, people’s requirement and quality enhances unceasingly. Such as notebook, mobile phones, digital cameras, MP3, MP4 and other small high-tech products are more and more used by people. Meanwhile, the variety of emerging energy constantly appear. It prompted the inverter technology constantly’s progress and development. Basing on inverter power supply, people can use DC (such as batteries, fuel cells, switching power supply and so on) to transformed into various kinds of needed for all types of electric AC provide stable reliable power supply. So people usually use of notebooks, mobile phones, digital camera and so on can work normally.In addition, we still can use the small inverter power supply aircraft, cars and portable power supply equipments, etc and provides the wild AC power, it Provides convenience for people's life. So the inverter research will be the inevitable choice, and Its research will give people bring considerable economic benefit and social benefit.According to the characteristics of inverter system, analysis and comparison system solutions, and put forward the "DC pressurization chopper + full bridge inverter" design scheme of inverter power.After choose the scheme,analysis the pressurization link and inverter link and PWM device. Then determine their circuit principle diagram and work style and realize the PWM control.In the design, use PI control algorithm to control modulation amplitude values,to make the output voltage stability in 220V.Then simulation of the inverter system in Matlab.Finally, this paper analyzes the commissioning and simulation, results show that the feasibility of invert strategy is successfully verified as well. And control circuit is simple, compact structure. So, to a certain extent, it reduces the cost and improves the reliability.Key Words:Dc boost, full-bridge inverter Matlab simulation目录第一章绪论 (5)1.1 研究背景及意义 (5)1.2 国内研究水平以及发展趋势 (6)1.3 论文主要研究的的内容以及目标 (6)第二章独立逆变电源的系统分析 (7)2.1 逆变技术的分类 (7)2.2 独立逆变系统结构的比较 (7)2.2.1 工频变压器形式电路 (7)2.2.2 高频变压器形式电路 (8)2.2.3 无变压形式电路 (9)2.3独立逆变系统升压环节的比较和分析 (9)2.3.1 正激式 (9)2.3.2 反激式 (10)2.3.3 半桥式 (10)2.3.4 全桥式 (10)2.3.5 推挽变换 (11)2.3.6 直流升压斩波电路 (11)2.4 独立逆变系统逆变环节的比较和分析 (13)2.4.1 推挽式逆变电路 (13)2.4.2 半桥逆变电路 (14)2.4.3 全桥逆变电路 (15)2.5 逆变电路控制方案的分析和比较 (17)2.5.1 模拟控制 (17)2.5.2 由单片机实现数字控制 (17)2.5.3 由DSP实现数字控制 (17)2.6 DSP简介 (18)2.7 独立逆变系统的反馈环节的分析 (18)第三章 PWM控制技术原理及SPWM波的生成 (20)3.1 PWM控制的基本原理 (20)3.2 SPWM的控制模式及其实现 (21)3.2.1 SPWM法的基本原理 (21)3.2.2 规则采样法生成SPWM波 (22)3.3 单极性和双极性PWM控制逆变电路分析 (23)3.3.1 单极性PWM控制方式 (23)3.3.2 双极性PWM控制方式 (24)第四章单相逆变电源的Matlab仿真 (25)4.1 MATLAB的简称 (25)4.2 Simulink的简介 (25)4.3升压环节的建模及仿真 (26)4.4 制作并生成SPWM波形 (29)4.5 逆变环节的建模及仿真 (31)4.6 独立逆变系统总电路的仿真 (33)第五章总结及期望 (35)5.1 总结 (35)5.1.1 设计中的主要成果如下 (35)5.1.2 设计中遇到的主要问题如下 (35)5.2 展望 (35)参考文献 (36)致谢 (36)第一章绪论1.1 研究背景及意义逆变电源是一种采用电力电子技术、控制技术进行电能转换的电力装置,它可将输入的12V或24V等直流电转换成220V/50Hz交流电或其它类型的交流电,它输出的交流电可用于各类设备,最大限度地满足移动供电场所或无电地区用户对交流电源的需要。

逆变器毕业论文

逆变器毕业论文

逆变器毕业论文逆变器毕业论文引言:逆变器是一种将直流电转换为交流电的设备,广泛应用于太阳能发电、风能发电以及电动汽车等领域。

随着可再生能源的快速发展和电动化趋势的加速,逆变器的重要性日益凸显。

本文将探讨逆变器的工作原理、分类、性能指标以及未来发展趋势。

一、逆变器的工作原理逆变器是通过控制开关管的导通和断开来实现直流电向交流电的转换。

当开关管导通时,直流电源的电流通过变压器,经过变压器的变换作用,输出交流电。

当开关管断开时,电流停止流动,输出电压为零。

通过控制开关管的导通和断开,逆变器可以实现交流电的频率和幅值的调节。

二、逆变器的分类根据逆变器的输出波形,可以将逆变器分为两类:正弦波逆变器和方波逆变器。

正弦波逆变器输出的波形接近于纯正弦波,适用于对电流质量要求较高的场合,如家庭用电等。

方波逆变器输出的波形为方波,适用于对电流质量要求相对较低的场合,如工业用电等。

根据逆变器的输出功率,可以将逆变器分为几个不同的级别:小功率逆变器、中功率逆变器和大功率逆变器。

小功率逆变器一般应用于家庭和办公场所,中功率逆变器适用于商业和工业领域,而大功率逆变器则主要用于电网和电力系统。

三、逆变器的性能指标逆变器的性能指标主要包括转换效率、输出波形失真、响应速度和稳定性等。

转换效率是衡量逆变器能量转换效率的重要指标,通常以百分比表示。

高效率的逆变器能够减少能源的浪费,提高系统的整体效能。

输出波形失真是指逆变器输出的交流电波形与理想正弦波之间的差异。

波形失真越小,逆变器输出的电流质量越高。

响应速度是指逆变器对输入信号的响应时间。

快速响应的逆变器能够更好地适应负载变化,提供稳定的电力输出。

稳定性是指逆变器在长时间运行过程中的稳定性能。

稳定性好的逆变器能够保持输出电流的稳定性,减少设备故障和损坏的风险。

四、逆变器的未来发展趋势随着可再生能源的快速发展和电动化趋势的加速,逆变器的需求将持续增长。

未来逆变器的发展趋势主要体现在以下几个方面:1. 高效率:逆变器将更加注重能量转换的效率,采用更先进的功率电子器件和控制算法,以提高能源利用率。

逆变电源的设计范文

逆变电源的设计范文

逆变电源的设计范文逆变电源是一种将直流电转换为交流电的电源设备。

它主要用于供应电子设备、通信设备、太阳能系统、风力发电系统等需要交流电的设备。

1.选取逆变器技术:逆变器是逆变电源的核心部件,其质量和性能决定了整个电源系统的质量和性能。

逆变器有多种技术,包括硅控整流、IGBT、MOSFET等。

在设计中需要根据实际需求选择合适的逆变器技术。

2.选取输出功率:逆变电源的输出功率应根据所需供电设备的功率需求确定。

通常输出功率应大于所需设备的额定功率,以保证设备正常工作。

另外还应考虑设备的启动电流和负载变化时的动态响应能力。

3.选取输入电压范围:逆变器的输入电压范围应与所需供电设备的输入电压要求相匹配。

在设计中需要考虑到输入电压的稳定性和波动情况,以确保逆变器正常工作。

4.选取变压器:逆变电源中通常需要使用变压器进行电能转换。

变压器的设计需要根据输入电压和输出电压的差异来确定变压器的变比。

此外,还需考虑变压器的损耗、工作效率和可靠性等因素。

5.选取滤波电路:逆变电源输出的交流电通常存在一些谐波成分,需要采用滤波电路来滤除这些谐波,以减小电源对其他设备的干扰。

6.设计保护电路:逆变电源在工作过程中可能面临过压、过流、过温等故障情况,需要设计相应的保护电路来保护逆变器和供电设备的安全。

常见的保护电路包括过压保护、过流保护、过温保护等。

7.设计电源控制模块:逆变电源需要具备稳定的控制能力,能够实时响应负载的变化。

电源控制模块需要设计合适的反馈回路,确保输出电压稳定,同时应具备过压保护、过流保护等功能。

8.设计电源结构:逆变电源的结构设计需要考虑到散热问题,以确保电源正常工作。

常见的电源结构包括开关电源结构、变频电源结构等。

在设计逆变电源时,还需考虑电源的效率、功率因数、可靠性等因素,以确保电源的质量和性能。

此外,还需进行严格的测试和验证,确保电源满足设计要求。

总之,逆变电源的设计需要综合考虑逆变器技术、输出功率、输入电压范围、变压器、滤波电路、保护电路、电源控制模块和电源结构等多个方面。

《逆变电源研究文献综述7000字》

《逆变电源研究文献综述7000字》

逆变电源研究文献综述目录逆变电源研究文献综述 (1)1 国内外研究现状 (1)2 研究中存在的问题 (3)参考文献 (8)1 国内外研究现状从国内外研究状况来看,目前,国外知名企业,如山特公司、台达公司、东芝公司、梅兰日兰公司等,在逆变电源的数字控制方面的研究比较多,许多先进的技术已应用到了实际的系统中,生产出了许多知名品牌[7]。

生产的逆变电源的功率可达几千瓦,而且各项性能和可靠性都很高。

相对来说,国内的逆变电源数字控制方面的发展较为落后,目前国内生产的大多数逆变电源主要是还是以模拟控制与数字控制方式相结合的方式为主,全数字控制方面的应用较少且大多数研究还处于实验阶段,仅有少数用于逆变电源系统中。

在国内,由于逆变电源的生产起步较晚,并且功率和可靠性方面与国外生产的产品有较大差距,除了中小功率逆变电源有一定份额外,大功率逆变电源几乎全靠进口。

因此对逆变电源的研究具有十分重要实用价值。

在车载逆变电源的分析研究上,针对车载逆变电源的工作电路拓扑组成结构,现行分析研究列出了两大类完成模式,首先,全桥逆变电路生产加工频变压调节器展开逆变作用升压作用隔离防护自动输出的组成构造;其次,应用两级式升压作用逆变作用组成结构,第一步使用DC-DC升压作用工作电路拓扑组成结构把自动输入直流低压升压作用,再经过全桥逆变电路与正弦振荡脉宽调节控制专业技术展开逆变作用自动输出。

第二类设计方案由于应用了工频变压调节器,造成工作电源实际有效体积复杂,非常笨重,并且创造的噪音影响干扰不可以忽略,与车载需要的实际有效体积相去甚远,而且综合系统设计成本费用也随后增长,逐步被超越淘汰。

根据这类实际状况,第二类设计方案由于缺乏工频变压调节器组成结构,进而高效回避了这个组成结构创造的各类不利基本条件,而且电能的交换工作效率获取明显提升,所以逐步被推广普及使用。

车载逆变电源一般应用后级逆变电路开始运转工作,前级工作电路后开始运转工作的通电开启模式,并且参考依据自动输出工作电压实时在线修改调配操作控制系数,实现完善自动输出振荡波形综合质量的发展目的。

毕业设计—便携式DCAC逆变电源设计

毕业设计—便携式DCAC逆变电源设计

毕业设计—便携式DCAC逆变电源设计一、引言逆变电源是将直流电能转换为交流电能的一种电子设备,广泛应用于无线通信、家用电器和电子产品等领域。

传统的逆变电源通常采用大型变压器和独立的整流和逆变电路,体积大、效率低。

为了满足现代化生活的需求,便携式逆变电源的设计变得越来越重要。

本文旨在设计一种便携式的直流-交流逆变电源,具有小巧轻便、高效率和良好的负载适应性等特点。

二、设计原理本设计主要采用的是基于全桥拓扑的逆变电路,输入电源为一个稳定的直流电压,输出电源为一个稳定的交流电压。

1.全桥逆变器原理全桥逆变器的基本原理是将直流电能转换为交流电能。

它由四个开关管组成,它们根据逆变器的工作方式交替打开和关闭,以便将直流电流交替流过变压器的不同侧。

2.控制电路控制电路对开关管的开关时间进行控制,以保证逆变器工作的稳定性。

常见的控制电路有PWM控制和SPWM控制。

PWM控制的原理是通过调整开关管的开关频率来控制输出电压的幅值,同时通过调节占空比来控制输出电压的频率。

SPWM控制则是调整开关管的开关频率和占空比来控制输出电压的波形。

3.滤波电路滤波电路用于滤除逆变过程中产生的高频噪声和谐波,保证输出电压的稳定性和平滑性。

三、设计步骤1.确定输入和输出参数根据实际需求,确定输入电压、输出电压和输出频率等参数。

2.选择开关管和变压器根据输出功率和电流要求,选择适合的开关管和变压器。

3.设计控制电路根据所选定的控制电路,设计和搭建控制电路,并进行实验测试。

4.设计滤波电路根据所选定的滤波电路,进行电路设计和实验测试,确保输出电压的稳定性和平滑性。

5.优化电路和布局优化电路和布局,减小电路的尺寸和体积,提高整体效率和稳定性。

四、实施计划1.设计电路的原理图和PCB布局图,并进行调试和测试。

2.确定电路的参数和性能指标,并进行性能测试。

3.优化电路和布局,减小尺寸和体积。

4.编写设计报告,并撰写毕业论文。

五、预期结果与意义本设计将设计一种小巧轻便、高效率和负载适应性好的便携式逆变电源。

毕业论文---单相逆变电源的设计(含外文翻译) (1)

毕业论文---单相逆变电源的设计(含外文翻译)  (1)

本科毕业设计任务书一、毕业设计题目单相逆变电源的设计二、毕业设计工作自 2012 年 11 月 19 日起至 2013 年 6 月 20 日止三、毕业设计进行地点:501-108四、毕业设计内容:(1) 掌握单相电压型PWM逆变器的工作原理;(2) 建立单相电压型逆变器的数学模型;(3) 完成单相电压型PWM逆变器的谐波分析;(4) 完成单相电压型逆变器反馈闭环控制系统控制规律研究;(5) 完成单相电压型PWM逆变器系统仿真;(6) 完成系统调试,并对实验结果进行分析。

指导教师教研室自动化教研室教研室主任(签名)批准日期接受论文(设计)任务开始执行日期学生签名目录1绪论 (1)1.1 逆变技术的定义 (1)1.2 逆变技术的发展过程 (1)1.3 逆变技术的应用前景 (3)1.4 逆变技术存在的难点 (3)1.5逆变电源的发展趋势 (2)1.6 逆变器的分类 (3)1.7 逆变技术指标 (4)1.8 逆变器的单片机控制 (5)1.9 本文研究内容 (7)本文研究的主要内容如下: (7)2逆变电路 (9)2.1 逆变电路的基本工作原理 (9)2.2逆变电路的换流方式 (10)2.3 电压型逆变电路 (12)2.4 逆变电路的调制方式 (14)三、系统组成及各部分原理 (20)3.1系统控制方案 (20)3.2 系统框图 (20)3.2.1主电路硬件结构及工作原理 (20)3.3 系统各级供电电源设计 (21)3.4IGBT的特点及选取 (21)3.5 TMS320F2812 DSP简介 (22)3.5.1 DSP的概念 (22)3.5.3 A/D转化单元概述 (24)3.6 IGBT驱动电路 (25)3.7输出滤波器的设计 (26)3.7.1 滤波器的理论分析及参数选取 (26)3.8 闸管导通死区硬件电路设计 (27)3.9输出电压采样电路 (28)四、PWM控制技术 (15)4.1 PWM控制的基本原理 (15)4.2 正弦脉宽调制的生成 (16)4.3规则采样法 (18)4.4 同步调制和异步调制 (19)4.5 TMS320F2812DSP PWM信号的产生 (19)5 系统数学模型与控制方案......................................................... 错误!未定义书签。

逆变电源本科毕业设计论文

逆变电源本科毕业设计论文

第1章绪论1.1 研究逆变电源的意义随着各行各业控制技术的发展和对操作性能要求的提高,许多行业的用电设备都不是直接用交流电网提供的交流电作为电能源,而是通过各种形式对其进行变换,从而得到各自所需的电能形式。

逆变就是对电能进行变换和控制的一种基本形式,它完成将直流电变换成交流电的功能。

现代逆变技术是研究现代逆变电路的理论和应用设计方法的学科,这门学科综合了现代电力电子开关器件技术、现代功率变换技术、模拟和数字电子技术、PWM技术、开关电源技术和现代控制技术等多种实用设计技术,已被广泛的用于工业和民用领域中的各种功率变换系统和装置中。

早期的变频电源,只需要其输出电压、频率可调即可,然而,今天的变频电源除这些要求外,还必须环保无污染,即绿色环保变频电源。

因而高性能的变频电源必须满足:(l)高的输入功率因数,低的输出阻抗;(2)快速的暂态响应,稳态精度高;(3)稳定性高,效率高,可靠性高;(4)低的电磁干扰;(5)智能化。

由于传统的变频电源采用模拟控制技术,难以实现上述要求。

因而,研究数字化控制技术的绿色变频电源技术,对当今提出的“节能、高效、绿色、环保”工业口号的实现具有重要意义。

1.2 目前研究的现状一般的电源跟负载相连,因而这里仅讨论无源逆变技术。

从相关文献可知,目前对逆变电源的研究主要集中在以下几个方面:1.2.1 拓扑形式[1][2][5][6][11][12][15][20]目前常用的逆变电路拓扑形式主要有:常规逆变电路拓扑,软开关逆变电路拓扑,多电平逆变电路拓扑等。

1 常规逆变电路拓扑常规逆变电路拓扑可分为单相半桥、单相桥式、三相桥式电路等,根据直流侧电源性质,又可将其分为电压源型逆变电路(VSTI)和电流源型逆变电路(CSTI)。

单相逆变电路的优点是简单,使用器件少,常用于几KW以下的小功率逆变电源。

三相桥式逆变电源应用较多。

2 软开关逆变电路拓扑逆变电源为得到更好的交流输出波形,将会提高全控型电力电子器件的开关频率,同时,开关损耗也会随之增加,电路效率严重下降,电磁干扰也增大了,所以简单的提高开关频率是不行的。

Get清风毕业论文逆变电源的设计

Get清风毕业论文逆变电源的设计

毕业论文-逆变电源的设计泉州师范学院毕业论文〔设计〕题目逆变电源的设计物理与信息工程学院电子信息科学与技术专业07级1 班学生姓名林铃涓学号070303045指导教师仲伟博职称副教授完成日期2021年4月15日教务处制目录摘要 (2)关键词 (2)0 引言 (3)1 设计方案和比拟 (4)1.1 输出波形的选择 (4)1.2 功率放大电路的选择 (4)1.3 脉宽调制〔PWM〕芯片的选择 (6)2 电路设计及分析 (6)逆变电源的工作原理 (6)组成 (7) (8)主要技术性能指标 (8)3 系统主要元器件简介 (8)3.1 TL494 (8)3.1.1 TL494简介 (8)3.1.2 TL494CN的管脚及其功能 (8)3.1.3 TL494的内部框图 (9)3.1.4 TL494工作原理简述 (10)3.2 变压器 (11)3.3 其他主要器件及其参数 (11)3.4 材料清单 (12)4 电路的调试及结果分析 (12)4.1 逆变电源的性能测试 (13)4.2 测试仪器 (13)4.3 结果分析 (13)5 总结 (13)致谢 (13)参考文献 (14)Abstract (15)Key words (15)附录 (16)逆变电源的设计物理与信息工程学院 07级电子信息科学与技术 070303045 林铃涓指导教师仲伟博副教授【摘要】本设计是一种基于TL494芯片的逆变电源,能够实现以12伏直流电压转换成220伏交流电压的逆变器,对日常电子产品实现方便用电,从而为旅行中能源问题提供一个可行性方案,实现我们的日常需求。

本设计具有设计简单,本钱低廉,易于携带,电压可升降等特点,可运用于大多数电子产品的临时用电问题,具有相当大的实用价值。

【关键词】TL494;电源;正弦波;变压0 引言电子技术的快速开展,使得我们的生活离不开电子产品,更离不开使用电子产品的能源。

能源在各个行业和日常生活中的广泛应用,又使我们急迫得需要处理能源的应用问题。

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简易逆变电源论文参赛题目:简易逆变电源摘要本单相正弦波逆变电源的设计,以24V蓄电池作为输入,输出为36V、50Hz 的标准正弦波交流电。

该电源采用推挽升压和全桥逆变两级变换,在控制电路上,前级推挽升压电路采用SG3525芯片控制;逆变部分采用驱动芯片IR2110进行全桥逆变,采用stc89s52单片机编程完成SPWM的调制,后级输出采用串联电阻采样,形成电压反馈,增加了电源的稳定性;在保护上,具有过热保护、短路保护功能电路,增强了该电源的可靠性和安全性;输出交流电压通过AD637的真有效值转换后,再由STC12c5412AD单片机的控制进行模数转换,最终将电压值显示到数码管上。

该电源基本上完成了大赛题目所要求的各项指标,输入功率为220W,输出功率为150W,输出50Hz正弦波,效率不低于65%。

关键词:单相正弦波逆变 DC-DC DC-AC SPWM目录一.系统设计 (4)1.1设计要求 (4)1.2总体设计方案 (4)1.2.1设计思路 (4)1.2.2方案论证与比较 (4)1.2.3系统组成 (5)二.主要单元硬件电路设计 (6)2.1DC-DC变换器控制电路的设计 (6)2.2DC-AC电路的设计 (6)2.3 SPWM波的实现 (6)2.4 保护电路的设计 (7)2.4.1 过流保护电路的设计 (7)2.4.2 空载检测电路的设计 (7)2.5 辅助电源的设计 (7)2.6 高频变压器的绕制 (8)三.软件设计 (9)3.1 AD转换电路的设计 (9)3.2数码管显示电路的设计 (9)四.系统测试 (10)4.1测试使用的仪器 (10)4.2输出正弦波的测试 (10)4.3输出效率的测试 (10)4.4结果分析 (10)五.结论 (11)参考文献 (11)附录1 使用说明 (12)附录2 主要元器件清单 (12)附录3 电路原理图及程序清单 (13)一.系统设计1.1设计要求制作单相正弦波逆变电源,输入单路24V直流,输出36V/50Hz。

满载时输出功率大于150W,效率不小于65%,具备过流保护和负载短路保护等功能。

1.2总体设计方案系统设计总框图1.2.1设计思路题目要求设计一个单相正弦波逆变电源,输出电压波形为正弦波。

设计中主电路采用电气隔离、DC-DC-AC的技术,控制部分采用SPWM(正弦脉宽调制)技术,利用对逆变原件电力MOSFET的驱动脉冲控制,使输出获得交流正弦波的稳压电源。

1.2.2方案论证与比较⑴ DC-DC变换器的方案论证与选择方案一:推挽式DC-DC变换器。

推挽电路是两不同极性晶体管输出电路无输出变压器(有OTL、OCL等)。

是两个参数相同的功率BJT 管或MOSFET管,以推挽方式存在于电路中,各负责正负半周的波形放大任务。

电路工作时,两只对称的功率开关管每次只有一个导通,所以导通损耗小效率高。

推挽输出既可以向负载灌电流,也可以从负载抽取电流。

推挽式拓扑结构原理图如图1.2.1所示。

方案二:Boost升压式DC-DC变换器。

通过改变PWM控制信号的占空比可以相应实现输出电压的变化。

该电路采取直接直流升压,电路结构较为简单,损耗较小,效率较高。

方案比较:两方案都适用于升压电路,推挽式DC-DC变换器可由高频变压器将电压升至任何值。

Boost升压式DC-DC变换器不使用高频变压器,升压时 PWM 信号的占空比较低,会使Boost升压式DC-DC变化器的损耗比较大。

所以采用方案一。

(2)DC-AC变换器的方案选择全桥DC-AC变换器。

全桥电路中互为对角的两个开关同时导通,而同一侧半桥V的交流电压,加在变压器一次侧。

上下两开关交替导通,将直流电压成幅值为inV。

全桥式电路如图1.2.2所示。

改变开关的占空比,也就改变了输出电压out(3)辅助电源的方案论证与选择方案一:采用线性稳压器7805。

方案二:采用Buck降压式DC-DC变换器。

方案比较:方案一的优点在于可以使用很少的元器件构成辅助电源,但是效率较低。

方案二的优点在于效率高达90%,缺点是需要的元器件多,且成本较高。

由于辅助电源一会影响到整个系统的效率,所以采用方案二。

(4)单片机的比较与选择方案一:采用MCS-51系列单片机。

传统的51 单片机具有价格低廉,使用简单等特点,但其运算速度低,功能单一,RAM、ROM空间小等缺点方案二:STC12C5412AD工作频率高,程序储存空间大,具有片内PWM、A/D、D/A等功能。

鉴于STC12C5412AD的以上优点,采用方案二。

1.2.3 系统组成系统方框图如图1.2.3所示,先采用DC-DC变换器把24V蓄电池的电压升至50V,保证输出真有效值为36V的正弦波不出现截止失真和饱和失真。

输出电压反馈采用调节SPWM信号脉宽的方式。

该系统采用两组相互隔离的辅助电源供电,一组供给SPWM信号控制器使用,另外一组供给输出电压、电流测量电路使用,这样避免了交流输出的浮地和蓄电池的地不能共地问题。

因为SPWM控制器输出的SPWM信号不含死区时间,所以增加了死区时间控制电路和逆变桥驱动电路。

空载检测电路使得当没有负载接入时,让系统进入待机模式,当有负载接入时,才进行逆变工作模式。

同时,空载检测电路也作为过流保护的采样点。

输出电流检测使用电流互感器和真有效值转换芯片AD637实现。

输出电压也使用AD637进行转换后,由ADC采样后分析,在数码管上显示。

二. 主要单元硬件电路设计2.1 DC-DC变换器控制电路的设计DC-DC变换器控制电路如图2.1.1所示。

SG3525是电流控制型PWM控制器,所谓电流控制型脉宽调制器是按照接反馈电流来调节脉宽的。

在脉宽比较器的输入端直接用流过输出电感线圈的信号与误差放大器输出信号进行比较,从而调节占空比使输出的电感峰值电流跟随误差电压变化而变化。

2.2 DC-AC电路的设计全桥逆变电路图如图2.2.1所示。

电路采用两个半桥驱动芯片IR2110分别驱动全桥的两边场效应管IRF840按驱动信号SPWM波交替导通,输出功率放大的SPWM波。

2.3 SPWM波的实现(1)SPWM波的原理在进行脉宽调制时,使脉冲系列的占空比按正弦规律来安排。

当正弦值为最大值时,脉冲的宽度也最大,而脉冲间的间隔则最小,反之,当正弦值较小时,脉冲的宽度也小,而脉冲间的间隔则较大,这样的电压脉冲系列可以使负载电流中的高次谐波成分大为减小,称为正弦波脉宽调制。

与正弦波等效的矩形脉冲序列波形如图图2.3.1所示。

(2)实现方法具体程序见附录2.4保护电路的设计2.4.1过流保护电路的设计过流保护电路如图2.4.1所示。

此电路是过流保护电路,其中100kΩ电阻用来限流,通过比较器LM311对电流互感器采样转化的电压进行比较,LM311的3脚接一10kΩ电位器来调比较基准电压,输出后接一100Ω的电阻限流它与后面的220µF 的电容形成保护时间控制。

当电流过流时比较器输出是高电平产生保护,使SPWM 不输出,控制场效应管关闭,等故障消除,比较器输出低电平,逆变器又自动恢复工作。

2.4.2空载检测电路的设计空载检测电路图如图2.4.2所示。

使用电流互感器检测电流输出,当没有电流输出时,使三极管9014截止 ,从而使RS_CK 为高电平,停止输出SPWM 波。

8s 后,再输出一组SPWM ,若仍为空载,则继续上述过程。

若有电流输出,使9014导通,从而使RS_CK 为低电平,连续输出SPWM 波形,逆变器正常工作。

2.5辅助电源的设计(1)辅助电源一的设计下图是辅助电源一的电路图,由前级24V 蓄电池直接供电,采用Back 电路拓扑结构的开关电源,使用的是MAX1776电源管理芯片,它是集成PWM 产生电路和场效应管于一体的电源芯片,电路中调节电位器可调节反馈,从而控制输出。

它的效率达到95%符合节能的要求,最高工作频率是200kHz 。

其中输出电压的计算公式为: 25.11616152⨯+=R R R V o 输出电感的计算公式为:x onc out in I t V V L 2(min)(max)2)(⨯-=式中,(min)onc t 为导通周期,单位为s 。

x I 2为输出电流,单位为A 。

(2)辅助电源二的设计辅助电源二的硬件电路图如图2.5.2所示,采用两节9V 电池串联后,中间抽头作为地,经两个电容滤波后可获得±9V 电压输出,给AD637供电,+9V 电压处再添加一个7805稳压电路,可获得+5V 电压输出,给单片机ADC 供电。

2.6高频变压器的绕制根据设计要求,依次根据公式计算参数。

⑴计算峰值磁通。

e A B ⨯∆=Φ 其中e A 为磁芯有效截面积,B ∆的单位为mT ,Φ的单位为b W μ,e A 的单位为2mm 。

为了避免偏磁的现象发生,设计时B ∆取值为0.15mT ,较低于额定值。

eA 为1482mm ,经计算,Φ的值为22.2b W μ。

⑵计算每伏最佳匝数。

Φ=o t V N so f D t = 其中o t 为导通时间,D 为占空比,s f 为频率。

s o f D t ==3104348.0⨯=11.16s μ。

⑶计算原边绕组匝数。

VN V N s p ⨯=min 取min s V 为20V ,经计算,p N 的值为10.06取10匝。

⑷计算副边绕组。

V 's =1.08×(1.1)2V V O +o V 为要求输出电压,2V 为二极管和副边绕组压降。

此处o V =50V ,2V =1.2V ,得's V 为60.696V 。

计算副边匝数。

VN V N s s ⨯='' 取's V =60.696V ,所以s N 的值为30.53匝,此处取30匝。

⑸选择导线尺寸和线圈布局。

初级采用1mm 直径的漆包线8线并绕10匝,次级采用0.8mm 直径的漆包线2线并绕30匝。

三. 软件设计3.1 ADC0832的控制程序的设计ADC0832是美国国家半导体公司生产的一种8位分辨率、双通道A/D 转换芯片。

它体积小,兼容性强,性价比高。

ADC0832工作时序图及应用原理图如下所示.ADC0832的应用原理图如图所示。

ADC0832的接线图比较简单,将D0和DI 短接,CLK ,CS 和D0分别与STC89C52 单片机的端口连接。

CH0和CH1分别为电压输入通道0和通道1,此处用到通道0来测量逆变电源输出的电压。

3.2 数码管显示驱动的设计开发仿真软件使用Keil uVision2,C 语言编程。

该部分利用STC89C52单片机来控制数码管显示输出电压。

程序流程图如图3.2.1所示。

图3.2.1 程序流程图四.系统测试4.1输出正弦波的测试将示波器表笔接到输出端,可以观察到50Hz 的正弦波波形,无明显失真。

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