Roscsg逆變電源畢業(yè)設(shè)計(jì)

1、生命是永恒不斷的創(chuàng)造，因?yàn)樵谒鼉?nèi)部蘊(yùn)含著過剩的精力，它不斷流溢，越出時(shí)間和空間的界限，它不停地追求，以形形色色的自我表現(xiàn)的形式表現(xiàn)出來。泰戈?duì)柲夸? 引言 .12 設(shè)計(jì)說明書 .22.1 概述 .2該逆變電源的基本構(gòu)成和原理 .2逆變電源的技術(shù)性能指標(biāo)及主要特點(diǎn) .42.2 逆變電源的主要元器件及其特性 .4電流模式 PWM 控制器.4場(chǎng)效應(yīng)管 .7三極管 .82.3 各部分支路電路設(shè)計(jì)及其參數(shù)計(jì)算 .8變換電路（附工作指示燈） .8輸入過壓保護(hù)電路 .10輸出過壓保護(hù)電路 .11變換電路 .12芯片 外圍電路.13芯片 外圍電路.14該逆變電源的整機(jī)電路原理圖(附錄 A).15該電路的元件參

2、數(shù)表(附錄 B).153 調(diào)試 .16附錄 A 整機(jī)原理圖.17附錄 B 元件參數(shù)表.18附錄 C 整機(jī) PCB 板(兩面).20參考文獻(xiàn) .21致謝 .22摘要該設(shè)計(jì)主要應(yīng)用開關(guān)電源電路技術(shù)有關(guān)知識(shí)。涉及模擬集成電路、電源集成電路、直流穩(wěn)壓電路、開關(guān)穩(wěn)壓電路等原理，充分運(yùn)用芯片 TL494 的固定頻率脈沖寬度調(diào)制電路及場(chǎng)效應(yīng)管（N 溝道增強(qiáng)型 MOSFET）的開關(guān)速度快、無二次擊穿、熱穩(wěn)定性好的優(yōu)點(diǎn)而組合設(shè)計(jì)的電路。該逆變電源的主要組成部分為：DC/DC 電路、輸入過壓保護(hù)電路、輸出過壓保護(hù)電路、過熱保護(hù)電路、DC/AC 變換電路、振蕩電路、全橋電路。在工作時(shí)的持續(xù)輸出功率為 150W，具有

3、工作正常指示燈、輸出過壓保護(hù)、輸入過壓保護(hù)以及過熱保護(hù)等功能。該電源的制造成本較為低廉，實(shí)用性強(qiáng)，可作為多種便攜式電器通用的電源。關(guān)鍵詞：關(guān)鍵詞：過熱保護(hù)；過壓保護(hù)；集成電路；振蕩頻率；脈寬調(diào)制AbstractThe design applying the switching power source circuit technology in connected. Relating with knowledge about what imitate integrated circuit、power source integrated circuit、power amplification i

4、ntegrated 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 c

5、ircuit. 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 ex

6、ports 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 fun

7、ction annex to the various portably type.Key words: over heat protective; over-voltage integrated circuit (IC); oscillating frequency; pulse width modulation (PWM).1 引言目前逆變電源應(yīng)用廣泛，但是電路復(fù)雜，價(jià)格比較昂貴，為此設(shè)計(jì)一款逆變電源。該電源主要應(yīng)用開關(guān)電源電路技術(shù)的有關(guān)知識(shí)，涉及模擬集成電路、電源集成電路、直流穩(wěn)壓電路、開關(guān)穩(wěn)壓電路等原理，充分運(yùn)用芯片 TL494 的固定頻率脈沖寬度調(diào)制電路1和場(chǎng)效應(yīng)管2（N 溝道增強(qiáng)型

8、MOSFET）的開關(guān)速度快、無二次擊穿、熱穩(wěn)定性好的優(yōu)點(diǎn)與三極管一起構(gòu)成的組合設(shè)計(jì)電路。該逆變電源可將電瓶的 12V 直流電轉(zhuǎn)換為 220V/50Hz 的交流電，供數(shù)碼相機(jī)、CD機(jī)、MD 唱機(jī)、筆記本電腦、小型錄像機(jī)、電動(dòng)剃須刀、手機(jī)等便攜式產(chǎn)品使用。因此具有相當(dāng)強(qiáng)的通用性。該逆變電源在工作時(shí)的持續(xù)輸出功率為 150W，并且具有輸出過壓保護(hù)、輸入過壓保護(hù)以及過熱保護(hù)等功能。該電源的制造成本較為低廉，千臺(tái)以上數(shù)量的批產(chǎn)成本僅在40 元/臺(tái)左右，并且當(dāng)印制板的尺寸不受限制時(shí)，可以將輸出功率做到 200W 以上，因此該逆變電源幾乎可以替代目前市場(chǎng)上所售的各種逆變器或者逆變電源產(chǎn)品，其應(yīng)用前景十分廣闊

9、。2 設(shè)計(jì)說明書2.1 概述 該逆變電源的基本構(gòu)成和原理（1）基本構(gòu)成該設(shè)計(jì)電路的方框圖如圖 1。該電路由 12V 直流輸入、輸入過壓保護(hù)電路、過熱保護(hù)電路、逆變電路 I、220V/50KHz 整流濾波、逆變電路 II、輸出過壓保護(hù)電路等組成。逆變電路 I、逆變電路 II 的框圖分別見圖 2、圖 3。逆變電路又包括頻率產(chǎn)生電路（50KHz 和 50Hz PWM 脈沖寬度調(diào)制電路） 、直流變換電路(DC/DC)將 12V 直流轉(zhuǎn)換成220V 直流、交流變換電路(DC/AC)將 12V 直流變換為 220V 交流。圖圖 1 整機(jī)原理方框圖整機(jī)原理方框圖逆變電路 I 原理如圖 2 所示。此電路的主要

10、功能是將 12V 直流電轉(zhuǎn)換為220V/50KHz 的交流電。 圖圖 2 逆變逆變 I 電路原理方框圖電路原理方框圖逆變電路 II 如圖 3 所示。此電路的主要功能是將 220V 直流電轉(zhuǎn)換為 220V/50Hz 的交流電。全橋電路以 50Hz 的頻率交替導(dǎo)通，產(chǎn)生 50Hz 交流電。圖圖 3 逆變逆變 II 電路原理方框圖電路原理方框圖（2）電路工作原理輸入 12V 直流電源電壓，經(jīng)過逆變電路 I 得到 220V/50KHz 的交流電，此交流電再經(jīng)過整流濾波電路得到 220V 高壓直流電，然后經(jīng)過逆變 II 得到 220V/50Hz 交流電。其中輸入過壓保護(hù)電路、輸出過壓保護(hù)電路、過熱保護(hù)電

11、路構(gòu)成整個(gè)電路的保護(hù)電路。一旦輸入電壓出現(xiàn)過大或者過小時(shí)，保護(hù)電路立即啟動(dòng)，然后停止逆變電路 I 的工作。過熱保護(hù)電路是當(dāng)電路工作溫度過高時(shí)，啟動(dòng)保護(hù)使逆變電路 I 停止工作。輸出過壓保護(hù)電路與逆變電路 II 構(gòu)成反饋回路，一旦電路輸出異常則停止逆變電路 II 的工作。在逆變電路 I 中是用一塊 TL494 芯片產(chǎn)生 50KHz 的脈沖頻率，經(jīng)過變壓器推挽電路將 12V直流轉(zhuǎn)換成 220V/50KHz 的交流電。在逆變電路 II 中再用一塊 TL494 芯片產(chǎn)生 50Hz 的脈沖波，全橋電路以 50Hz 的頻率交替導(dǎo)通，從而將 220V 直流和 50Hz 脈沖電路整合，然后輸出 220V/50

12、Hz 的交流電。在該電路中都是利用 TL494 的輸出端作為逆變電路工作狀態(tài)的控制端。逆變電源的技術(shù)性能指標(biāo)及主要特點(diǎn)（1）輸入：12V 直流（汽車蓄電池） 。（2）輸出：220V 交流（非正弦波） 。（3）輸出功率：大于 100W。（4）具有輸入過壓保護(hù)和輸出過壓保護(hù)。（5）有過熱保護(hù)功能。（6）可作為多種電器的通用電源。（7）含有工作正常指示燈。2.2 逆變電源的主要元器件及其特性 TL494 電流模式 PWM 控制器TL494 是一種固定頻率脈沖寬度調(diào)制電路1，它包含了開關(guān)電源控制所需的全部功能，廣泛用于單端正激雙管式、半橋式以及全橋式開關(guān)電源。TL494 有 SO16 和PDIP16

13、兩種封裝形式，以適應(yīng)不同場(chǎng)合的要求。（1）主要特征集成了全部的脈沖寬度調(diào)制電路。TL494 內(nèi)置線性鋸齒波振蕩器，外置振蕩元件僅兩個(gè)（一個(gè)電阻和一個(gè)電容） 。TL494 內(nèi)置誤差放大器。TL494 內(nèi)置 5V 參考基準(zhǔn)電壓源?？烧{(diào)整死區(qū)時(shí)間。TL494 內(nèi)置功率晶體管，可提供 500mA 的驅(qū)動(dòng)能力。有推或拉兩種輸出方式。（2）引腳設(shè)置及其功能TL494 的內(nèi)部電路由基準(zhǔn)電壓產(chǎn)生電路、振蕩器、死區(qū)時(shí)間比較器、誤差放大器（兩個(gè)） 、PWM 比較器以及輸出電路等組成，各引腳功能見表 1。 表表 1 TL494 引腳功能表引腳功能表引腳號(hào)引腳號(hào) 引腳功能引腳功能1、2 誤差放大器 I 的同相和反相輸

14、入端3 相位校正和增益控制端4 間歇期調(diào)整，其上加 0-3.3V 電壓時(shí)，可使截止時(shí)間從 2%線性變化到100%；死區(qū)時(shí)間控制，輸入直流電壓為 0-4V，控制 TL494 輸出脈沖的占空比為 0.45-0。在此基礎(chǔ)上，占空比還受反饋信號(hào)控制，四腳還常用作軟啟動(dòng)控制端，使輸出脈沖寬度由零逐漸達(dá)到設(shè)計(jì)值。5、6 分別用于外接振蕩電容 Ct 和振蕩電阻 Rt，產(chǎn)生鋸齒波電壓并送至 PWM比較器，振蕩頻率，定時(shí)電阻取值在 1以上1FoscCtRtK7 接地端8、9、10、11 分別為 TL494 內(nèi)部?jī)蓚€(gè)末級(jí)輸出三極管的集電極和發(fā)射極12 電源供電端13 輸出控制端，當(dāng)該端電壓為零時(shí)，用于驅(qū)動(dòng)單端電路

15、。該端接地時(shí)為并聯(lián)單端14 輸出方式，接 14 腳時(shí)為推挽輸出方式15、16 5V 基準(zhǔn)電壓輸出端，最大輸出電流為 10mA誤差放大器 II 的反相和同相輸入端（3）工作原理TL494 是一個(gè)固定頻率 PWM 控制電路，其內(nèi)部結(jié)構(gòu)如圖 4 所示。TL494 適用于設(shè)計(jì)所有的單端或雙端開關(guān)電源電路，其主要性能如下：圖圖 4 TL494 內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖輸入電源電壓為 740V，可用穩(wěn)壓電源作為輸入電源，從而使輔助電源簡(jiǎn)化。TL494末級(jí)的兩只三極管在 740V 范圍工作時(shí)，最大輸出電流可達(dá) 250mA。因此，其帶負(fù)載能力較強(qiáng)，即可按推挽方式工作，也可將兩路輸出并聯(lián)工作，小功率時(shí)可直接驅(qū)動(dòng)。內(nèi)

16、部有 5V 參考電壓，使用方便，當(dāng)參考電壓短路時(shí)，有保護(hù)功能，控制很方便。內(nèi)部有一對(duì)誤差放大器，可做反饋放大及保護(hù)功能，控制非常方便。在高頻開關(guān)電源中，輸出方波必須對(duì)稱，在其他一些應(yīng)用中又需要方波人為不對(duì)稱，即需控制方波的占空比。通過對(duì) TL494 的 4 腳控制，即可調(diào)節(jié)占空比，還可作輸出軟啟動(dòng)保護(hù)用?？梢赃x擇單端、并聯(lián)及交替三種輸出方式。TL494 的 1 腳及 2 腳為誤差放大器的輸入端。由 TL494 芯片構(gòu)成電壓反饋電路時(shí)，1、2 腳上通過電阻從內(nèi)部 5V 基準(zhǔn)電壓上取分壓，作為 1 腳比較的基準(zhǔn)。3 腳用于補(bǔ)償校正，為 PWM 比較器的輸入端，接入電阻和電容后可以抑制振蕩，4 腳為

17、死區(qū)時(shí)間控制端，加在 4 腳上的電壓越高，死區(qū)寬度越大。當(dāng) 4 腳接地時(shí)，死區(qū)寬度為零，即全輸出；當(dāng)其接 5V 電壓時(shí)；死區(qū)寬度最大，無輸出脈沖。利用此特點(diǎn)，在 4 腳和 14 腳之間接一個(gè)電容，可達(dá)到輸出軟啟動(dòng)的目的，還可以供短路保護(hù)用。5 腳及 6 腳接振蕩器的接地電容、電阻。TL494 內(nèi)置線性鋸齒波振蕩器，振蕩頻率可通過外部的一個(gè)電阻和一個(gè)電容進(jìn)行調(diào)節(jié)，其振蕩頻率如下： (1)1FoscCtRt輸出脈沖的寬度是通過電容 Ct 上的正極性鋸齒波電壓與另外兩個(gè)控制信號(hào)進(jìn)行比較而實(shí)現(xiàn)的。三極管 VT1 和 VT2 受控于或非門。當(dāng)雙穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器的時(shí)鐘信號(hào)為低電平時(shí)才會(huì)被選通，即只有在鋸齒波電壓

18、大于控制信號(hào)時(shí)才會(huì)被選通。當(dāng)控制信號(hào)增大時(shí)，輸出脈沖的寬度將減小。控制信號(hào)由集成電路外部輸入，其中一條送至死區(qū)時(shí)間比較器，另一路送往誤差放大器的輸入端。死區(qū)時(shí)間比較器具有 120mV 的輸入補(bǔ)償電壓，它限制了最小輸出死區(qū)時(shí)間約等于鋸齒波周期的 4%。當(dāng)輸出端接地時(shí)，最大輸出占空比為 96%，當(dāng)輸出端接參考電平時(shí)，占空比為 48%。在死區(qū)時(shí)間控制端上接固定電壓（在 03.3V 之間）時(shí)，即能在輸出脈沖上產(chǎn)生附加的死區(qū)時(shí)間?！盎颉边\(yùn)算。正是由于這種電路結(jié)構(gòu)，誤差放大器只需最小的輸出即可支配控制回路。當(dāng) Ct 放電時(shí)，一個(gè)正脈沖將出現(xiàn)在死區(qū)時(shí)間比較器的輸出端，受脈沖約束的雙穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器進(jìn)行計(jì)時(shí)，同時(shí)停

19、止 VT1 和 VT2 的工作。若輸出控制端連接到參考電壓上，那么調(diào)制脈沖交替送至兩個(gè)三極管，輸出頻率等于脈沖振蕩器的一半。如果工作于單端狀態(tài)，且占空比小于 50%時(shí)，則輸出驅(qū)動(dòng)信號(hào)可分別從 VT1 和 VT2 中取得。輸出變壓器為一個(gè)反饋繞組及二極管提供反饋電壓。在單端工作模式下，當(dāng)需要更大的驅(qū)動(dòng)電流輸出時(shí)，可將 VT1 和 VT2 并聯(lián)使用，這時(shí)需將輸出模式控制端接地，以關(guān)閉雙穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器。在這種狀態(tài)下，輸出脈沖的頻率將等于振蕩器的頻率。TL494 內(nèi)置一個(gè) 5V 的基準(zhǔn)電壓產(chǎn)生電路，使用外置偏置電壓時(shí)，可提供高達(dá)10mA 的負(fù)載電流。在典型的 070溫度范圍和 50 mV 電壓的溫漂條件下

20、，該基準(zhǔn)電壓產(chǎn)生電路能提供5%的精度。場(chǎng)效應(yīng)管場(chǎng)效應(yīng)管是一種適應(yīng)開關(guān)電源小型化、高效率化和高可靠性要求的理想器件。它是利用電場(chǎng)效應(yīng)來控制其電流大小的半導(dǎo)體器件3。其代表符號(hào)如圖 5。這種器件不僅兼有開關(guān)速度快、無存儲(chǔ)時(shí)間、體積小、重量輕、耗電省、壽命長(zhǎng)等特點(diǎn)，而且還有輸入阻抗高、噪聲低、熱穩(wěn)定性好、抗輻射能力強(qiáng)和制造工藝簡(jiǎn)單等優(yōu)點(diǎn)，因此大大的擴(kuò)展了它的應(yīng)用范圍，特別是在大規(guī)模和超大規(guī)模集成電路中得到了廣泛的應(yīng)用。MOSFET開關(guān)較快而無存儲(chǔ)時(shí)間，故在較高工作頻率下開關(guān)損耗較小，另外所需的開關(guān)驅(qū)動(dòng)功率小，降低了電路的復(fù)雜性。本設(shè)計(jì)采用的是 N 溝道增強(qiáng)型 MOSFET。只有在正的漏極電源的作用下

21、，在柵源之間加上正向電壓（柵極接正，源極接負(fù)） ，才能使該場(chǎng)效應(yīng)管導(dǎo)通。當(dāng)0 時(shí)才有可能有電流即漏極電流產(chǎn)生。即當(dāng)時(shí) MOS 管才導(dǎo)通。Vgs0Vgs 圖圖 5 MOSFET 代表符號(hào)圖代表符號(hào)圖三極管本設(shè)計(jì)選用了兩種三極管，因?yàn)殡娐分杏?50KHz 和 50Hz 兩個(gè)頻率，用于 50KHz電路的三極管選擇為 8550 型4，而用于 50Hz 低頻的三極管選擇為 KSP44 型。三極管的工作狀態(tài)有截止、放大、飽和三種。此設(shè)計(jì)電路中主要運(yùn)用三極管的導(dǎo)通截止的開關(guān)特性。2.3 各部分支路電路設(shè)計(jì)及其參數(shù)計(jì)算 DC/DC 變換電路（附工作指示燈）由 DC/AC 和整流濾波電路組成5。電路結(jié)構(gòu)如圖 6

22、，VT1 和 VT2 的基極分別接TL494 的兩個(gè)內(nèi)置晶體管的發(fā)射極。中心器件變壓器 T1，實(shí)現(xiàn)電壓由 12V 脈沖電壓轉(zhuǎn)變?yōu)?220V 脈沖電壓。此脈沖電壓經(jīng)過整流濾波電路變成 220V 高壓直流電壓。變壓器T1 的工作頻率選為 50KHz 左右4，因此 T1 可選用 EI33 型的高頻鐵氧體磁心變壓器，變壓器的匝數(shù)比為，變壓器選擇為 E 型，可自制。經(jīng)過實(shí)踐調(diào)制選擇初122200 05級(jí)匝數(shù)為 102，次級(jí)匝數(shù)為 190。即滿足變壓器匝數(shù)比約為 0.05。電路10 1900 05正常時(shí)， TL494 的兩個(gè)內(nèi)置晶體管交替導(dǎo)通，導(dǎo)致圖中晶體管 VT1、VT2 的基極也因此而交替導(dǎo)通，VT3

23、 和 VT4 交替導(dǎo)通。因?yàn)樽儔浩鬟x擇為 E 型，這樣使變壓器工作在推挽狀態(tài)，VT3 和 VT4 以頻率為 50KHz 交替導(dǎo)通，使變壓器的初級(jí)輸入端有 50KHz 的交流電。當(dāng) VT1 導(dǎo)通時(shí)，場(chǎng)效應(yīng)管 VT3 因?yàn)闁艠O無正偏壓而截止，而此時(shí) VT2 截止，導(dǎo)致場(chǎng)效應(yīng)管 VT4 柵極有正偏壓而導(dǎo)通。當(dāng) VT1 導(dǎo)通時(shí)，VT2 截止，場(chǎng)效應(yīng)管 VT3 因?yàn)闁艠O無正偏壓而截止，而此時(shí) VT2 截止，導(dǎo)致場(chǎng)效應(yīng)管 VT4 柵極有正偏壓而導(dǎo)通。且交替導(dǎo)通時(shí)其峰值電壓為 12V，即產(chǎn)生了 12V/50KHz 的交流電。當(dāng)電路工作不正常時(shí)，TL494 輸出控制端為低電平時(shí)，TL494 的兩個(gè)內(nèi)置晶體管的

24、集電極（8 腳和 9 腳）有 12V 正偏壓，基極為高電平，導(dǎo)致兩晶體管同時(shí)導(dǎo)通。VT1 和 VT2 因?yàn)榛鶚O都為高電平而飽和導(dǎo)通，而場(chǎng)效應(yīng)管 VT3、VT4 將因柵極無正偏壓都處于截止?fàn)顟B(tài)，逆變電源停止工作，LED 指示燈熄滅。極性電容 C1 濾去 12V 直流中的交流成分，降低輸入干擾。濾波電容 C1 可取為 2200。R1、R2、R3 起限流作用，取值為 4.7。整流濾波電FK路由四只整流二極管和一個(gè)濾波電容組成。四只整流二極管 D1D4 接成電橋的形式，稱單相橋式整流電路2。在橋式整流電路中，電容 C2 濾去了電路中的交流成分，由模擬電路直流穩(wěn)壓電源的電容濾波電路2知： (2)13 5

25、2dRCT 當(dāng) f=50KHz 時(shí)，R=116時(shí)，R 為后繼負(fù)載電阻，則F。根150KHz K104.3 10C據(jù)電容標(biāo)稱值選擇 C2 為 10。輸出 220V 高壓直流電，供后繼逆變電路使用。F 圖圖 6 直流變換電路圖直流變換電路圖輸入過壓保護(hù)電路電路結(jié)構(gòu)如圖 7，由 DZ1、電阻 R1 和電阻 R2、電容 C1、二極管 VD1 組成。輸出端口接 TL494 芯片 I 的同相輸入端（第 1 腳） ，通過該芯片的誤差比較器對(duì)其輸出進(jìn)行控制6，當(dāng)輸入過大電壓時(shí)，停止逆變電路工作從而使電路得到保護(hù)。因?yàn)檩斎腚妷褐苯記Q定了輸出電壓的值，對(duì)輸入端電壓的保護(hù)也是對(duì)輸出端子間過大電壓進(jìn)行負(fù)載保護(hù)。VD1

26、、C1、R1 組成了保護(hù)狀態(tài)維持電路，只要發(fā)生瞬間的輸入電壓過大現(xiàn)象，就導(dǎo)致穩(wěn)壓管擊穿，電路將沿 C1 和 R1 支路充電，繼續(xù)維持同相端的低電平狀態(tài)，保護(hù)電路就會(huì)啟動(dòng)并維持一段時(shí)間。當(dāng) C1 和 R1 充電完成，C1 和 R2 支路開始處于放電狀態(tài)，當(dāng) C1 放電完成時(shí)，TL494 芯片 I 的同相輸入端由低電平翻轉(zhuǎn)為高電平，導(dǎo)致 TL494 芯片 I 的 3 腳即反饋輸入端為高電平狀態(tài)，進(jìn)而導(dǎo)致 TL494 芯片內(nèi)部的 PWM 比較器、或門、或非門的輸出均發(fā)生翻轉(zhuǎn)，TL494 芯片內(nèi)置功率輸出級(jí)三極管 VT1 和 VT2 均轉(zhuǎn)為截止?fàn)顟B(tài)。此時(shí)將導(dǎo)致直流變換電路的場(chǎng)效應(yīng)管處于截止?fàn)顟B(tài)，直流變

27、換電路停止工作。同時(shí) TL494 的 4 腳為高電平狀態(tài)，4 腳為高電平時(shí)，將抬高芯片內(nèi)部死區(qū)時(shí)間比較器同相輸入端的電位，使該比較器的輸出為恒定的高電平，由 TL494 芯片內(nèi)部結(jié)構(gòu)知，芯片內(nèi)置三極管截止，從而停止后繼電路的工作。穩(wěn)壓管的穩(wěn)壓值一般為輸入電壓的100%130%。穩(wěn)壓管 DZ1 的穩(wěn)壓值決定了該保護(hù)電路的啟動(dòng)門限電壓值。考慮到汽車行駛過程中電瓶電壓的正常值變化幅度大小，通常將穩(wěn)壓管的穩(wěn)壓值選為 15V 或者 16V較為合適。在此取為 15V，穩(wěn)壓管的功率為 0.15W。R1 取為 100，R2、R3 均取為K4.7，C1、C2 均取為 47。KF圖圖 7 輸入過壓電路保護(hù)圖輸入過

28、壓電路保護(hù)圖輸出過壓保護(hù)電路電路結(jié)構(gòu)如圖 8，當(dāng)輸出電壓過高時(shí)將導(dǎo)致穩(wěn)壓管 DZ1 擊穿，使 TL494 芯片 II 的4 腳對(duì)地的電壓升高，啟動(dòng) TL494 芯片 II 的保護(hù)電路，切斷輸出。VD1、C1、R2 組成了保護(hù)狀態(tài)維持電路，R3、R4 為保護(hù)電阻，用以增大輸出阻抗。穩(wěn)壓管的穩(wěn)壓值一般規(guī)定為輸出電壓的 130%150%7。后繼電路為 220V/50Hz 輸出，其中負(fù)載電阻為 100，TL494 芯片 II 的輸出腳電壓最大為 12V，R1 為限流電阻可取值為 100，R2KK為保護(hù)電阻可取為 16，根據(jù)電路分壓知識(shí)8，則 R2 上的電壓為：KV (3) 2 22011220 16

29、11630.34URRR即穩(wěn)壓管的電壓取值最大為 30.34V，這里穩(wěn)壓管取值為 30V。圖圖 8 輸出過壓電路保護(hù)圖輸出過壓電路保護(hù)圖 DC/AC 變換電路電路結(jié)構(gòu)如圖 9，該變換電路為全橋橋式電路6。其中 TL494 芯片的 8 腳和 11 腳為內(nèi)置的兩個(gè)三極管的集電級(jí)，且兩個(gè)內(nèi)置三極管是交替導(dǎo)通的，變替導(dǎo)通的頻率為50Hz。圖中 8 腳和 11 腳分別接入了上下兩部分完全對(duì)稱的橋式電路，因?yàn)閮扇龢O管交替工作，工作頻率為 50Hz，所以選用橋式電路，目的在于得到 50Hz 交流電。上下兩部分電路工作過程完全相同。選其中一部分作為說明。這里將其簡(jiǎn)化如圖 10。圖中 VT0為 TL494 芯片

30、 II 的一個(gè)內(nèi)置三極管設(shè)為 VT00，另一個(gè)設(shè)為 VT01。當(dāng) VT00 導(dǎo)通時(shí)，即 VT01 截止時(shí)：VT1 的基級(jí)沒有正偏壓，從而使 VT1 截止，然后 VT3 的柵極有 12V正偏電壓，使 VT3 導(dǎo)通。而 VT4 因?yàn)闁艠O無正偏壓截止，輸出 220V 電壓。當(dāng) VT00 截止時(shí)，即 VT01 導(dǎo)通時(shí)：VT1 基級(jí)有 12V 正偏壓，集電極有 12V 反向電壓，從而導(dǎo)通。VT3 的柵極無正偏電壓，從而使 VT3 截止。而 VT4 因?yàn)闁艠O有 12V 正偏壓導(dǎo)通。因?yàn)閂T3 截止，220V 電壓無法送至輸出。但此時(shí)下半部分的電路有 220V 電壓輸出。因?yàn)榇藭r(shí) TL494 芯片 II 的

31、另一個(gè)內(nèi)置三極管 VT01 導(dǎo)通，它的集電極即第 11 腳使逆變電路I 有 220V 電壓輸出。原理同上。上下兩部分以頻率為 50Hz 而交替導(dǎo)通，從而使電路有220V/50Hz 的交流電輸出。由于 TL494 芯片為脈沖調(diào)制器，其產(chǎn)生的波形為脈沖波而不是正弦波。VT1、VT2、VT3、VT4、VT5、VT6 應(yīng)選擇低頻小功率型的。這里 VT1 和VT2 為晶體三極管可選擇 KSP14 型，VT3、VT4、VT5 和 VT6 為場(chǎng)效應(yīng)管可選擇為IRF740 型。限流電阻可選擇 10、1、4.7、3.3的經(jīng)典取值。C1、C2 和KKKKC3 均為平滑輸出的吸收電容。C1 和 C2 可取為 10，

32、C3 取為 0.01。FF圖圖 9 9 DC/ACDC/AC 轉(zhuǎn)換電路圖轉(zhuǎn)換電路圖圖圖 10 簡(jiǎn)化圖簡(jiǎn)化圖 TL494 芯片 外圍電路電路結(jié)構(gòu)如圖 11，包含過熱保護(hù)電路及振蕩電路。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(gè)三極管正常工作。因?yàn)樾酒瑑?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。15 腳電壓計(jì)算式為： (4)12212URRRRt這里為正溫度系數(shù)熱敏電阻，常溫阻值可在 150300范圍內(nèi)任選，適當(dāng)選大寫Rt可提高過熱保護(hù)電

33、路啟動(dòng)的靈敏度。這里取 200。R1 取 36，R2 取 39，則 15KK腳電壓為 6.22V。符合要求。該脈寬調(diào)制器的振蕩頻率為 50KHz，由公式（1）知，圖中 C2、R3 為芯片的振蕩元件。C2 即為，R3 即為。其中1FoscCtRt CtRt取為 50KHz，C2 取 4700，則 R3 取 4.3。FoscpFK圖圖 1111 TL494TL494 芯片芯片 I I 外圍電路外圍電路 TL494 芯片 外圍電路電路結(jié)構(gòu)如圖 12，同樣 15 腳為芯片 TL494 的反相輸入端，16 腳為同相輸入端，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

34、為低電平，才能使芯片內(nèi)兩個(gè)三極管正常工作。因?yàn)樾酒瑑?nèi)置 5V 基準(zhǔn)電壓源，由圖可知 15 腳的電壓為 5V，16 腳的電壓為 0V。芯片內(nèi)置比較器 II 的輸出為低電平。5 腳和 6 腳為振蕩器的定時(shí)電容和定時(shí)電阻接入端。因?yàn)橐馆敵鲱l率為 50Hz，由公式知：1FoscCtRt 當(dāng)取為 220時(shí)， ，可取為 0.1。C1 和 R2 是芯片的振蕩元件，RtK89.09 10 FCtF即是 R2 取值為 220，C1 取值為 0.1。芯片的 8 腳和 11 腳接逆變電路 II，4 腳接KF輸入過壓保護(hù)電路。電容 C2 取值為 47，電阻 R3 取值為 10，當(dāng)輸入過壓保護(hù)電FK路啟動(dòng)后，使電容

35、C2 對(duì) R3 放電，使 4 腳保持為低電平，使 TL494 芯片 II 的電路維持一端時(shí)間，直到 C2 放電完畢，則使 4 腳為高電平，抬高死區(qū)電壓，從而使芯片 II 停止工作。圖圖 1212 TL494TL494 芯片芯片 IIII 外圍電路外圍電路該逆變電源的整機(jī)電路原理圖(附錄 A)該電路的元件參數(shù)表(附錄 B)3 調(diào)試該逆變電源在接通 12V 直流電源后，LED 指示燈亮，說明電路工作正常。由于該電路設(shè)有上電軟啟動(dòng)9功能，在接通電源后要等 7S 左右才有 220V 直流輸出。若發(fā)生輸入電流過大、輸出電壓過大或者電路工作環(huán)境過熱的情況均會(huì)使 LED 指示燈變暗，說明逆變電路停止工作。若在接通電源后要等 10S 左右指示燈還沒有點(diǎn)亮，說明逆變電路有問題或者 LED 燈極性安裝反了。該電路的 PCB 板