逆变器设计论文

沈航北方科技学院

课程设计任务书

教学部工学一部专业电子信息工程

课程设计题目逆变器设计

班级学号姓名

课程设计时间: 2013 年11 月4 日至2013 年11 月29 日

课程设计的内容及要求：

（一）进度安排

根据题目及基本要求（技术指标）查阅相关资料和书籍，确定初步的解决方案。（至少两个方案，4天）

选择其中的一个方案，上机进行电路仿真和调试（使用Multisim）。仿真过程中用到的仪器、调试方法、排故过程及技术指标的测量要做记录，最终写到报告中（12天）。

报告要求：报告应独立完成，内容不得雷同。报告正文按目录标题书写，其他内容见格式说明（4天）。

（二）基本要求

输入直流15V，输出交流220V，输出交流电流2A。电路要有输出稳压和过流保护功能。

（三）主要参考书

《低频电子线路》张肃文高等教育出版社

《电子线路集》人民邮电出版社

《数字电路》

（四）评语

（五）成绩

指导教师年月日

负责教师年月日

摘要

逆变器（Inverter）是把直流电能（电池、蓄电瓶）转变成交流电（一般为220v或380V50HZ正弦或方波）。应急电源，一般是把直流电瓶逆变成220v交流的逆变电源。

目前，逆变电源在我国的航天航空，武器装备，邮电通信，金融，交通，工业，消防，和新能源的利用等领域已得到广泛的应用。同时，逆变电源技术近几年也得到飞速发展，由原来的逆变器-工频变压器-滤波器模式，变为目前的逆变器-高频变压器-滤波器模式，使得效率得到很大提高，体积和重量也得到了大幅度减小，这些又极大地促进了逆变电源的应用。

本次课程设计是使用Multisim软件进行上机进行电路仿真和调试。要求输入直流15V，输出交流220V，输出交流电流2A。电路要有输出稳压和过流保护功能。并且记录仿真过程中用到的仪器、调试方法、排故过程及技术指标。

关键词：逆变器；Multisim软件；输入直流输出交流；仿真记录；

目录

1、方案选择 (1)

1.1方案一： (1)

1.2方案二： (1)

2、工作原理与参数计算 (2)

2.1电路的基本构成 (2)

2.2电路的工作原理 (5)

3、电路调试与排故 (5)

3.1 总电路图 (5)

3.2 单元电路测试 (6)

3.2.1 555多谐振荡器测试 (6)

3.2.2 D触发器测试 (7)

3.2.3 示波器的测试 (7)

3.3 测量结果 (8)

3.3.1 输出电压测量结果 (8)

3.3.2 输出电流测量结果 (9)

3.3.3 输出频率测量结果 (9)

4、结论 (10)

参考文献 (11)

主要元器件参数 (11)

1、方案选择

1.1方案一：

方案一是一款较为容易制作的逆变器电路图，可以将12V直流电源电压逆变为220V 市电电压，电路由BG2和BG3组成的多谐振荡器推动，再通过BG1和BG2驱动，来控制BG6和BG7工作。其中振荡电路由BG5与DW组的稳压电源供电，这样可以使输出频率比较稳定。在制作时，变压器可选有常用双12V输出的市电变压器。可根据需要，选择适当的12V 蓄电池容量。如图1.1所示。

图1.1方案一电路图

1.2方案二：

方案二是电路由直流电压输入15V，采用555集成芯片构成多谐振荡器来推动电路，用D触发器来进行分频，再由逆变电路进行逆变，通过Q2和Q3两个三极管的导通和截止来控制电路工作以及保护电路。这样此电路就可以将直流电源电压逆变为交流的220V市电电压。如图1.2所示。

图1.2 方案二电路图

综合以上两个方案，由于方案二操作比较简便，直接采用555集成芯片构成多谐振荡器来推动电路所以最终选择方案二来进行multisim仿真。是输入15V的直流电压，在逆变后输出为220V的交流电压。

2、工作原理与参数计算

2.1电路的基本构成

此电路由555多谐振荡器，D触发器，晶体管，还有变压器组成。下面分别介绍各部分的功能。

1．555多谐振荡器

图2.1 555多谐振荡器

555集成芯片的各个引脚功能如下：

1脚：外接电源负端VSS或接地，一般情况下接地。

2脚：低触发端

3脚：输出端Vo

4脚：是直接清零端。当此端接低电平，则时基电路不工作，此时不论TR、TH处于何电平，时基电路输出为“0”，该端不用时应接高电平。

5脚：VC为控制电压端。若此端外接电压，则可改变内部两个比较器的基准电压，当该端不用时，应将该端串入一只0.01μF电容接地，以防引入干扰。

6脚：TH高触发端。

7脚：放电端。该端与放电管集电极相连，用做定时器时电容的放电。

8脚：外接电源VCC，双极型时基电路VCC的范围是4.5 ~ 16V，CMOS型时基电路VCC的范围为3 ~ 18V。如图2.1所示。

在本实验中用555集成芯片构成多谐振荡器，其中电容C1=C2=10nF（纳法）两个电阻R1=278K，R2=556K欧姆。此时在电路的输出端就得到了一个周期性的矩形波，其振荡频率为：

f=1/[(R1+2R2)C] (2-1) 由公式（2-1）代入R1，R2和C的值得，f≈100Hz。即其输出频率为100Hz的矩形波信号产生方波，电压为15V。

2.晶体三极管元件

晶体三极管：晶体三极管，是半导体基本元器件之一，具有电流放大作用，是电子电路的核心元件。三极管是在一块半导体基片上制作两个相距很近的PN结，两个PN结把正块半导体分成三部分，中间部分是基区，两侧部分是发射区和集电区，排列方式有PNP和NPN两种。本电路中运用的是NPN结。

在电路图中有两个三极管，当三极管Q2导通时，Q3截止，当三极管Q3导通时，Q2截止。如图2.2所示