(整理)車載逆變電源的設(shè)計(最新整理)

1、精品文檔電力電子技術(shù)課程設(shè)計報告車載逆變電源的設(shè)計指導(dǎo)教師： -學(xué)生： -學(xué)號： -專業(yè)： -班級： -設(shè)計日期：- 學(xué)院2012 年 12 月精品文檔課程設(shè)計指導(dǎo)教師評定成績表精品文檔項目分值優(yōu)秀(100x90)良好(90x80)中等(80x70)及格(70x60)不及格(x60)評分參考標(biāo)準(zhǔn)參考標(biāo)準(zhǔn)參考標(biāo)準(zhǔn)參考標(biāo)準(zhǔn)參考標(biāo)準(zhǔn)學(xué)習(xí)態(tài)度學(xué)習(xí)態(tài)度認(rèn) 真，科學(xué)作風(fēng)嚴(yán)謹(jǐn)，嚴(yán)格保證設(shè)計時間并按任務(wù)書中規(guī)定的進度開展各項工作學(xué)習(xí)態(tài)度比較認(rèn)真，科學(xué)作風(fēng)良好，能按期圓滿完成任務(wù)書規(guī)定的任務(wù)學(xué)習(xí)態(tài)度尚 好，遵守組織紀(jì)律，基本保證設(shè)計時間， 按期完成各 項工作學(xué)習(xí)態(tài)度尚可，能遵守組織紀(jì)律，能按期完成任務(wù)學(xué)習(xí)馬虎，

2、 紀(jì)律渙散， 工作作風(fēng) 不嚴(yán)謹(jǐn),不能保證設(shè) 計時間和進度15技術(shù)水平與實際能力設(shè)計合理、理論分析與計算正確，實驗數(shù)據(jù)準(zhǔn)確，有很強的實際動手能力、經(jīng)濟分析能力和計算機應(yīng)用能力， 文獻查閱能力強、引用合理、調(diào)查調(diào)研非常合理、可信設(shè)計合理、理論分析與計算正確，實驗數(shù)據(jù)比較準(zhǔn)確，有較強的實際動手能力、經(jīng)濟分析能力和計算機應(yīng)用能力，文獻引用、調(diào)查調(diào)研比較合理、可信設(shè)計合理，理論分析與計 算基本正確， 實驗數(shù)據(jù)比 較準(zhǔn)確，有一定的實際動 手能力，主要文獻引用、調(diào)查調(diào)研比較 可信設(shè)計基本合理，理論分析與計算無大錯，實驗數(shù)據(jù)無大錯設(shè)計不合 理，理論分析與計算 有原則錯 誤，實驗數(shù)據(jù)不可靠， 實際動手 能力差，

3、文獻引用、調(diào)查調(diào)研有 較大的問題25創(chuàng)新10有重大改進或獨特見解，有一定實用價值有較大改進或新穎的見解，實用性尚可有一定改進或新的見解有一定見解觀念陳舊論文(計算書、圖紙) 撰寫質(zhì)量結(jié)構(gòu)嚴(yán)謹(jǐn)，邏輯性強，層次清晰，語言準(zhǔn)確，文字流暢， 完全符合規(guī)范化要求，書寫工整或用計算機打印成文； 圖紙非常工整、清晰結(jié)構(gòu)合理，符合邏輯，文章層次分明，語言準(zhǔn) 確，文字流暢， 符合規(guī)范化要 求，書寫工整或用計算機打印 成文；圖紙工 整、清晰結(jié)構(gòu)合理，層次較為分明， 文理通順，基本達(dá)到規(guī)范 化要求，書寫比較工整；圖紙比較工整、清晰結(jié)構(gòu)基本合理，邏輯基本清楚，文字尚通順， 勉強達(dá)到規(guī)范化要求；圖紙比較工整內(nèi)容空泛，

4、結(jié)構(gòu)混亂， 文字表達(dá) 不清，錯別字較多，達(dá)不到規(guī)范 化要求；圖紙不工整 或不清晰50指導(dǎo)教師評定成績：指導(dǎo)教師簽名：年月日精品文檔精品文檔自動化學(xué)院 2010 級自動化專業(yè)電力電子技術(shù)課程設(shè)計任務(wù)書一、課程設(shè)計的教學(xué)目的和任務(wù)電力電子技術(shù)是研究利用電力電子器件、電路理論和控制技術(shù)，實現(xiàn)對電能的控制、變換和傳輸?shù)目茖W(xué)，其在電力、工業(yè)、交通、通信、航空航天等很多領(lǐng)域具有廣泛的應(yīng)用。電力電子技術(shù)不但本身是一項高新技術(shù)，而且還是其它多項高新技術(shù)發(fā)展的基礎(chǔ)。因此， 提高學(xué)生的電力電子領(lǐng)域綜合設(shè)計和綜合應(yīng)用能力是教學(xué)計劃中必不可少的重要一環(huán)。通過電力電子技術(shù)的課程設(shè)計達(dá)到以下幾個目的：1、培養(yǎng)學(xué)生文獻檢索

5、的能力，特別是如何利用 intel 網(wǎng)檢索需要的文獻資料。2、培養(yǎng)學(xué)生綜合分析問題、發(fā)現(xiàn)問題和解決問題的能力。3、培養(yǎng)學(xué)生運用知識的能力和工程設(shè)計的能力。4、提高學(xué)生的電力電子裝置分析和設(shè)計能力。5、提高學(xué)生課程設(shè)計報告撰寫水平。二、課程設(shè)計的基本要求1. 教師確定方向，在教師的指導(dǎo)下，學(xué)生自立題目注意事項： 所立題目必須是某一電力電子裝置或電路的設(shè)計，題目難度和工作量要適應(yīng)在一周內(nèi)完成，題目要結(jié)合工程實際。學(xué)生也可以選擇規(guī)定題目方向外的其他電力電子裝置設(shè)計，如開關(guān)電源、鎮(zhèn)流器、ups 電源等，但不允許選擇其他班題目方向的內(nèi)容設(shè)計（復(fù)合變換除外）。 通過圖書館和 intel 網(wǎng)廣泛檢索和閱讀自

6、己要設(shè)計的題目方向的文獻資料，確定適應(yīng)自己的課程設(shè)計題目。自立題目后，首先要明確自己課程設(shè)計的設(shè)計內(nèi)容。要給出所要設(shè)計裝置（或電路）的主要技術(shù)數(shù)據(jù)（如輸入技術(shù)數(shù)據(jù)，輸出技術(shù)數(shù)據(jù)，裝置容量的大小以及裝置要具有哪些功能）。如：直流電動機調(diào)壓調(diào)速可控整流電源設(shè)計首先闡述清楚調(diào)壓調(diào)速可控整流電源要完成的功能然后給出主要技術(shù)數(shù)據(jù)輸入交流電源：三相 380v 10%f=50hz直流輸出電壓：精品文檔0220v50220v 范圍內(nèi)，直流輸出電流額定值 100a直流輸出電流連續(xù)的最小值為 10a設(shè)計內(nèi)容：整流電路的選擇（方案的論證） 整流變壓器額定參數(shù)的計算晶閘管電流、電壓額定的選擇平波電抗器電感值的計算（主

7、要參數(shù)計算） 保護電路的設(shè)計觸發(fā)電路的設(shè)計2. 在整個設(shè)計中要注意培養(yǎng)靈活運用所學(xué)的電力電子技術(shù)知識和創(chuàng)造性的思維方式以及創(chuàng)造能力。要求具體電路方案的選擇必須有論證說明，要說明其有哪些特點。具體電路元器件的選擇應(yīng)有計算和說明。課程設(shè)計從確定方案到整個系統(tǒng)的設(shè)計，必須在檢索、閱讀及分析研究大量的相關(guān)文獻的基礎(chǔ)上，經(jīng)過刨析、提煉， 設(shè)計出所要求的電路（或裝置）。課程設(shè)計中要不斷提出問題，并給出這些問題的解決方法和自己的研究體會。（注意：所確定的主電路方案如果沒有論證說明，成績不能得優(yōu)；設(shè)計報告最后給出設(shè)計中所查閱的參考文獻最少不能少于 5 篇，且文中有引注，否則也不能得優(yōu)）。3. 在整個設(shè)計中要注

8、意培養(yǎng)獨立分析和獨立解決問題的能力。要求學(xué)生在教師的指導(dǎo)下，獨力完成所設(shè)計的系統(tǒng)主電路和控制電路等詳細(xì)的設(shè)計（包括計算和器件選型），嚴(yán)禁抄襲。4. 課題設(shè)計的主要內(nèi)容是主電路的設(shè)計，主電路的分析說明，主電路元器件的計算和選型，以及控制電路設(shè)計。5. 課題設(shè)計報告要求圖表規(guī)范，文字通順，邏輯性強。6. 課題設(shè)計報告字?jǐn)?shù)要求為 6000 字左右。（a4 紙打印 8 頁左右）三、課程設(shè)計的工作計劃課程設(shè)計時間 6 天。第 1 天上午，指導(dǎo)教師向?qū)W生講授課程設(shè)計的目的、任務(wù)、設(shè)計方法和注意事項。第 1 天下午和第 2 天學(xué)生到圖書館和 intel 網(wǎng)上按照指導(dǎo)教師的要求查找所需要的文獻，并在閱讀分析中

9、確定自己的研究題目、技術(shù)數(shù)據(jù)和設(shè)計內(nèi)容，交指導(dǎo)教師審閱。第 3 天學(xué)生的主要任務(wù)是確定方案。第 4 天至第 6 天，學(xué)生的任務(wù)是綜合所學(xué)知識，進行主電路和控制電路的設(shè)計，在老師指導(dǎo)下撰寫課程設(shè)計報告。四、各班的題目方向1 班題目方向：相控整流技術(shù)的工程應(yīng)用2 班題目方向：交流調(diào)壓或調(diào)功技術(shù)的工程應(yīng)用3 班題目方向：斬波技術(shù)的工程應(yīng)用4 班題目方向：無源逆變技術(shù)的工程應(yīng)用注：星期五檢查所有學(xué)生課程設(shè)計報告的題目和規(guī)范性，指出修改內(nèi)容。17 周星期一提交所有畢業(yè)設(shè)計打印報告和電子檔（要求同時提交參考文獻中小論文和碩士論文的電子檔）目錄1. 引言12. 車載逆變電源設(shè)計的基本要求22.1 主要技術(shù)數(shù)

10、據(jù)22.2 車載電源的要求（性能要求）22.3 設(shè)計內(nèi)容22.4 電路主要用途及功能介紹23. 電路總體方案的設(shè)計及相關(guān)原理33.1 系統(tǒng)基本原理指標(biāo)33.2 方案設(shè)計34. 相關(guān)電路設(shè)計及參數(shù)計算44.1 相關(guān)電路的設(shè)計及原理44.1.1 dc/dc 變換電路44.1.2 dc/ac 變換電路54.2 相關(guān)參數(shù)的計算55. 控制電路的設(shè)計75.1 前級控制電路75.2 后級控制電路86. 保護電路的設(shè)計86.1 輸入過電壓保護電路86.2 輸出過電壓保護電路96.3 輸出過電流保護電路107. 課程設(shè)計總結(jié)11參考文獻11精品文檔1 引言車載逆變器是一種將汽車上的21v(柴油車為24 v)直

11、流電轉(zhuǎn)換為家庭里通常使用的220v/50hz 交流電的電子裝置,供一般電器使用,是一種方便的車用電源轉(zhuǎn)換器。車載逆變器在國外市場受到普遍歡迎。在國外因汽車的普及率較高,外出工作或外出旅游即可用逆變器連接蓄電池帶動電器及各種工具工作。有了它就 可以在汽車上使用通常在家庭里才能使用的電器,比如電視機、dvd、冰箱、筆記本 電腦、打印機、傳真機、游戲機、攝像 機、數(shù)碼相機等設(shè)備。通常,通過點煙器輸出的車載逆變器的功率為 20150w,再大一些功率的車載逆變器要通過連接線接到電瓶上,可以帶動電鉆、電熱水器、微波爐等大功率電器。在交通發(fā)達(dá)的歐美國家,車載逆變器早已成為每輛汽車的必備工具。中國進人 wto

12、 后,國內(nèi)市場私人交通工具越來越多,因此,車載逆變器電源作為在移動中使用的直流變交流的轉(zhuǎn)換器,會給你的生活帶來很多的方便,是一種常備的車用汽車電子裝具用品。從輸出波形來分,車載逆變器可以分為正弦波輸出和方波輸出兩種。前者的輸出是與電網(wǎng)一樣的正弦波交流電,可以適應(yīng)各種負(fù)載,但電路結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜,體積也較大;后者電路非常簡單,但對負(fù)載比較挑剔,不能驅(qū)動感性負(fù)載。結(jié)合兩者的優(yōu)點,目前市售的車載逆變器無一例外都采取了準(zhǔn)正弦波輸出的方案,其性能介于正弦波輸出和方波輸出之間,與方波相比使用效果有所改善,不僅能驅(qū)動感性負(fù)載,并且具有體積小、重量輕、轉(zhuǎn)換效率高、輸出電壓穩(wěn)定、可靠性高、保護功能完善等特點1。精品

13、文檔精品文檔2 車載逆變電源設(shè)計的基本要求2.1 主要技術(shù)數(shù)據(jù)輸入電壓：dc 10v14.5v環(huán)境溫度：-25 +402.2 車載電源的要求（性能要求） 輸出電壓：ac 200v220v10 輸出頻率：50hz5轉(zhuǎn)換效率：大于 852.3 設(shè)計內(nèi)容主電路設(shè)計參數(shù)的選擇、設(shè)定 dc/dc 升壓斬波電路設(shè)計dc/ac 逆變電路設(shè)計保護電路設(shè)計控制電路設(shè)計2.4 電路主要用途及功能介紹電源是電子設(shè)備的動力部分,是一種通用性很強的電子產(chǎn)品。它在各個行業(yè)及日常生活中得到了廣泛的應(yīng)用，其質(zhì)量的好壞極大地影響著電子設(shè)備的可靠性,其轉(zhuǎn)換效率的高低和帶負(fù)載能力的強弱直接關(guān)系著它的應(yīng)用范圍。方波逆變是一種低成本，

14、極為簡單的變換方式，它適用于各種整流負(fù)載，但是對于變壓器的負(fù)載的適應(yīng)不是很好，有較大的噪聲。在逆變電源的發(fā)展方向上，輕量、小型、高效是其所追求的目標(biāo)。本文所介紹的逆變電源電路主要采用集成化芯片,使得電路結(jié)構(gòu)簡單、性能穩(wěn)定、成本較低。因此, 這種電路是一種控制簡單、可靠性較高、性能較好的電路。整個逆變電源也因此具有較高的性價比和市場競爭力。要選擇專業(yè)的正規(guī)的工廠生產(chǎn)或經(jīng)銷代理的車載逆變器產(chǎn) 品。在國內(nèi)有些用戶為圖方便將一些 dc 直流電器如：手機充電器、筆記本電腦等在車上不使用自身配的 220v 電源而配上簡易轉(zhuǎn)接器直接插到點煙器上，這樣是不對的，汽車的電瓶電壓不穩(wěn)，直接取電可能會燒毀電器很不安

15、全而且會大大影響電器使用壽命， 因為原廠家供應(yīng)的 220v 電源是廠家專為其電器設(shè)計的，有極好的穩(wěn)定性。另外，在購買時要查看車載逆變器是否有各種保護功能，這樣才能保證電瓶和外接電器的安全。還要注意車用逆變器的波形，方波的轉(zhuǎn)換器會造成供電不穩(wěn)定，可能損傷所使用的電器，所以最好選正弦波或修正正弦波形的最新型的車載逆變器2。精品文檔3 電路總體方案的設(shè)計及原理3.1 系統(tǒng)基本原理指標(biāo)車載逆變器是一種能夠?qū)?dc/12v 直流電轉(zhuǎn)換為和市電相同的 ac/220v 50hz 的交流電，供一般電器使用，是一種方便的車用電源轉(zhuǎn)換器。通常設(shè)備工作空間狹小，環(huán)境惡劣，干擾大。因此對電源的設(shè)計要求也很高，除了具有

16、良好的電氣性能外，還必須具備體積小，重量輕，成本低，可靠性高，抗干擾強等特點。3.2 方案設(shè)計該設(shè)計電路的整體方框圖如圖 1。該電路由 12v 直流輸入以及輸入過壓保護電路、輸出過壓保護電路、輸出過流保護電路、升壓斬波電路、逆變電路、控制電路等組成。12v 直流電壓經(jīng)過升壓斬波得到 320v 直流電壓，再經(jīng)逆變電路，通過調(diào)制得到 220v，逆變320v/dc升壓斬波50hz 交流電?？刂齐娐吠ㄟ^控制斬波電路和逆變電路來控制整個電路的工作。其中輸入過壓、輸出過壓、過流保護電路構(gòu)成整個電路的保護電路。一旦輸入電壓出現(xiàn)過大或者過小時，保護電路立即啟動，然后停止工作。輸出過壓保護電路和輸出過流保護電路

17、與逆變電路構(gòu)成反饋回路，一旦電路輸出異常則停止逆變電路的工作。輸入過壓保護輸出過壓、過流保護12v/d控制電路220v/ac50hz圖 1整體原理方框圖4 相關(guān)電路設(shè)計及參數(shù)計算4.1 相關(guān)電路的設(shè)計及原理4.1.1 dc/dc 變換電路直流變換電路由 dc/ac 和整流濾波電路組成。系統(tǒng)前級高頻逆變電路采用推挽變換電路，以適應(yīng)低壓大電流輸入情況。電路結(jié)構(gòu)如圖 2。q1 和 q2 的基極分別接 tl494 的兩個內(nèi)置晶體管的發(fā)射極。中心器件變壓器 t1，實現(xiàn)電壓由 12v 脈沖電壓轉(zhuǎn)變?yōu)?20v 脈沖電壓。此脈沖電壓經(jīng)過整流濾波電路變成 320v 高壓直流電壓。變壓器 t1 的工作頻率選為 5

18、0khz 左右。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 q1、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，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。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。且交替導(dǎo)通時其峰值電壓為 12v，即產(chǎn)生了 12v/50khz 的交流電。極性電

19、容 c3 濾去 12v 直流中的交流成分，降低輸入干擾3。濾波電容 c1 可取為 2200uf。整流濾波電路由四只整流二極管和一個濾波電容組成。四只整流二極管 d3d6 接成電橋的形式，稱單相橋式整流電路。在橋式整流電路中，電容 c4 濾去了電路中的交流成分，此處濾波取值為 10uf。圖中的推挽場效應(yīng)管 q3，q4 在工作時會通過大電流，經(jīng)過計算電流約為 19a，故場效應(yīng)管的型號選擇 irf650a.其最大耐壓值為 200v，電流為 32a，滿足要求。圖 2dc/dc 變換電路4.1.2 dc/ac 變換電路dc/ac 電路結(jié)構(gòu)如圖 3 所示，該變換電路為全橋橋式電路。由集成芯片 icl803

20、8 產(chǎn)生的 50hz 正弦波一路輸入 sg3525a 內(nèi)部與鋸齒波比較產(chǎn)生兩路互補的正弦波調(diào)寬脈沖分別由 sg3525a 的高輸出端和低輸出端輸出。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。而是分別輸入兩個與門的一個輸入端。由 icl8038 產(chǎn)生的正弦波經(jīng)相應(yīng)處理后轉(zhuǎn)化為兩列相位互補的 50hz 方波，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，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4。同時這種方式可以減少開關(guān)管的損耗，增加開關(guān)管的可靠性，提高逆變電源的效率。圖 3

21、dc/ac 變換電路4.2 相關(guān)參數(shù)的計算1. 變壓器參數(shù)計算在本次設(shè)計中，變壓器輸出直流電壓：2uod =uid ny / nf uoa =311v因電路有一定的損耗，考慮一定的裕量，故設(shè)定直流輸出電壓 320v， ny為變壓器原邊繞組匝數(shù)， nf 為升壓變壓器副邊繞組匝數(shù)，uid 為原邊直流電壓，uoa 為交流電壓輸出有效值 220v?？紤]全橋電路每個橋臂上的開關(guān)管導(dǎo)通壓降為 1v 的肖特基整流管的導(dǎo)通壓降為0.5v，則有公式：設(shè)定本逆變電源系統(tǒng)功率的傳遞效率為e = 0.9 ，所以而計算變壓器副邊和原邊的匝數(shù)比為：2. 開關(guān)管的選取nf / ny =22在逆變電源中，場效應(yīng)管應(yīng)當(dāng)能承受

22、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。其耐壓值為500v,最大電流為 2.5a。足以滿足逆變電源 320v 以及最大電流 1a 的要求。3. 輸出濾波電感選取輸出濾波電感之所以能夠提高輸出波形的質(zhì)量是因為逆變器輸出波形的高次諧波主要降落在電感兩端，要保證輸出電壓的諧波含量較低，濾波感的高頻阻抗與濾波電容相比不能過低，因此電感值不能取得太小。增加感量可以有效的抑制低次諧波，但是增大電感量其體積和重量以及電感上線損也會相應(yīng)增加。電感值越大，動態(tài)響應(yīng)時間越長，波形畸變嚴(yán)重，減小電感，可

23、以改善動態(tài)特性，但是電流紋波增大，故電感的取值要綜合考慮。本設(shè)計選取電感電流的紋波為輸出電流 iac 的 30實際取 lf=5.5mh。4.輸出濾波電容選取濾波電容的作用是和濾波電感一起濾除電壓中的高次諧波，保證輸出電壓 thd 的要求，cf 越大，thd 越小，流過逆變器的無功電流增加，增加逆變器的電流晷量，同時導(dǎo)致系統(tǒng)的體積增大，效率降低。濾波電容過小將會導(dǎo)致輸出電壓的失真度變大。濾波電容的選取原則是在滿足 thd 的條件下，取值盡量小。在濾波電容選取時，一般無功電流 icf=0.5iac。iomix 為輸出電流最大有效值。同時濾波器的截止頻率不高于 1khz，得到 cf4.6uf，實際取

24、 cf 為 5uf/250vac。為了避免在空載時電容過渡充電在其輸出端并聯(lián)電阻 rl=100k。5 控制電路的設(shè)計5.1 前級控制電路前級推挽逆變電路由50hz脈沖產(chǎn)生芯片tl494控制, 其外圍電路如圖4所示圖 4tl494 外圍電路圖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。因為芯片內(nèi)置5v基準(zhǔn)電壓源，負(fù)載能力為10ma。所以15腳電壓應(yīng)高于5v。過熱保護的r42為200，則15腳的電壓為6.22v大于16腳電壓。14腳輸出基準(zhǔn)電壓，因為推挽電路為雙端輸出，故將輸出

25、控制端13腳與14腳連在一起。12腳為電源端，接外部12v 電壓。8、11腳末級三極管集電極，此處亦接外接電源。9、10引腳用于輸出50k的脈沖來控制開關(guān)管。7腳為接地端，5、6腳外接震蕩電阻和電容用于控制輸出脈沖頻率。4腳為死區(qū)控制端其上加0-3.3v電壓時，可使截止時間從2%線性變化到100%，本設(shè)計中用于實現(xiàn)輸入的過壓保護和欠壓保護。5.2 后級控制電路此系統(tǒng)的控制核心電路是 atmegal6 單片機電路，主要完成以下 2 個方面的工作： 1)輸出 spwm 控制信號到驅(qū)動電路，控制逆變橋的通斷；2)對輸出電壓進行 ad 采樣。利用 atmegal6 的 8 位 ad 定時采集逆變器輸出

26、電壓經(jīng)過交流電壓傳感器及檢測轉(zhuǎn)換后反饋到單片機的 ad 口逆變器輸出電壓作為反饋，在 cpu 內(nèi)部構(gòu)成電壓閉環(huán)，用軟件實現(xiàn) pi 調(diào)節(jié)，保證零誤差調(diào)節(jié)，使輸出電壓有效值恒定，不受負(fù)載變化影響。為保證輸出電壓不至于在 ad 采樣誤差范圍內(nèi)頻繁跳動，還必須應(yīng)用軟件濾波，對輸出電壓微調(diào)?？刂齐娐啡鐖D 5 所示。lpwm hpwmc42122pf c5 22pf gndx1 7.3728mu240pb0 (xck/t0) 41pb1 (t1)42 pb2 (ain0/int2)43 pb3 (ain1/oc0)44 pb4 (ss)1 pb5 (mosi)2 pb6 (miso)3 pb7 (sck)

27、9 pd0 (rxd)10 pd1 (txd)11 pd2 (int0)12 pd3 (int1)13 pd4 (oc1b)14 pd5 (oc1a)15 pd6 (icp)16 pd7 (oc2)4reset7 xtal28 xtal16gnd18gnd39gndatmega16-16acpa0 (adc0)37 電壓采樣輸入pa1 (adc1)36pa2 (adc2)35pa3 (adc3)34pa4 (adc4)33pa5 (adc5)32pa6 (adc6)31pa7 (adc7)30pc0 (scl)19pc1 (sda)20pc2 (tck)21pc3 (tms)22pc4 (td

28、o)23pc5 (tdi)24pc6 (tosc1)25pc7 (tosc2)26vcc 5 vcc 17 vcc 38 avcc 27 aref 29 gnd 28 圖 5atmega16 的外圍電路圖6 保護電路的設(shè)計6.1 輸入過壓保護電路電源輸入過壓保護電路如圖 6 所示：vcc 為電源電壓，vcc 通過 r1 和 r2 產(chǎn)生一個分壓，該分壓加到脈沖產(chǎn)生芯片 tl494 的引腳 1，即誤差放大器同向輸入端，引腳 2 為反相輸入端，電路正常情況下 2 腳電壓應(yīng)略高于 1 腳電壓才能保證誤差比較器 i 的輸出為低電平，才能使芯片內(nèi)兩個三極管正常工作。由于引腳 2 與基準(zhǔn)電壓輸出端 14 腳

29、相連，則引腳 2 的電壓為基準(zhǔn)電壓 5v。但是當(dāng)輸入電壓過高超過 15v 時，1 腳處的電壓則會高于 5v，即高于 2 腳的電壓，則誤差放大器輸出高電平，則 tl494 停止工作，從而實現(xiàn)過壓保護5。圖 6輸入過壓保護電路6.2 輸出過壓保護電路輸出過壓保護電路結(jié)構(gòu)如圖 7，電阻 r41 和 r42 對輸出電壓進行采樣，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。設(shè)允許輸出的最高電壓為 230v。穩(wěn)壓管的穩(wěn)壓值一般規(guī)定為輸出電壓的 130%150%。后繼電路為 220v/50hz 輸出，其中

30、電阻 r41 為 100 k ， 可取為 4.7 k ，根據(jù)電路分壓知識，則 r2 上的電壓為：2304.7104.7=10v故穩(wěn)壓管的穩(wěn)壓值為 10v.電容 c16 為 0.1uf,用來濾波。對照常用穩(wěn)壓管的參數(shù)表，用于輸出過壓保護的穩(wěn)壓管型號為 1n5240a,其穩(wěn)壓值為 10v,最大耗散功率為 0.5w，最大工作電流為 45ma，滿足電路要求。圖 7 輸出過壓保護電路圖6.3 輸出過流保護電路輸出電流保護電路如圖 8 所示：圖 8 輸出過流保護電路圖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。該感生電流經(jīng)過整流濾波

31、之后通過分壓電阻r20 轉(zhuǎn)化為電壓信號，然后將該電壓信號輸入到電壓比較器 u2a 的反向端，通過與正向端的基準(zhǔn)電壓比較來輸出相應(yīng)的電平信號，該電平信號輸入驅(qū)動芯片 ir2110 的控制端sd 實現(xiàn)對電路的保護功能。此處設(shè)定輸出最大電流為 1.2a,電流互感器的原副邊匝數(shù)比為 1：120.則當(dāng)輸出電流達(dá)到 1.2a 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。調(diào)整 r19，使得正向端的電壓也為 5v,則當(dāng)電流大于 1.2a 時，運放輸出低電平，則 q10

32、集電極向 ir2110 的 sd 腳輸出高電平，逆變器停止工作，從而實現(xiàn)過流保護。7 課程設(shè)計總結(jié)通過這一次長達(dá)一周的課程設(shè)計，閱讀大量的文獻資料，對電力電子的應(yīng)用和認(rèn)識有了很大的改變，深刻的意識到了電力電子技術(shù)在生活中處于越來越不可或缺的地位。不僅如此，我的整體上知識水平提高了，增強了自己運用已經(jīng)學(xué)會的知識的能力，更加全面的分析問題、發(fā)現(xiàn)問題和解決問題，很大程度上的增強了自己解決問題的能力，培養(yǎng)了自己愛動腦筋的好習(xí)慣和意識！首先，對車載電源技術(shù)的歷史發(fā)展過程有了一個叫系統(tǒng)的認(rèn)識，了解。發(fā)現(xiàn)此方面的技術(shù)正向著數(shù)字化的方向發(fā)展，未來的車載電源必將更加小型化、輕便化、安全化的方向發(fā)展。其次，對于解決自己的課題時，剛開始要有大概比較清楚的方向，將自己閱讀的文獻資料系統(tǒng)的進行整理、歸納、篩選、提取，然后反復(fù)比較，在選擇電路和設(shè)計電路時更需要反復(fù)的比較和綜合的考慮才行，這樣才能夠得到最合理的方案和設(shè)計，雖然要花費的時間會比較多，但是能夠鍛煉自己的思考能力和邏輯思維能力。從開始的依據(jù)方向定題目到后面的主要設(shè)計，我第一次經(jīng)歷了一次全面的課程設(shè)計，真正體會到了工程設(shè)計的嚴(yán)謹(jǐn)性和科學(xué)性，對工程設(shè)計有了初步的認(rèn)識；不僅學(xué)習(xí)了如