毕业设计论文车载稳压逆变电源的电路设计.doc

上传人:sccc 文档编号:4881896 上传时间:2023-05-21 格式:DOC 页数:31 大小:1.16MB
返回 下载 相关 举报
毕业设计论文车载稳压逆变电源的电路设计.doc_第1页
第1页 / 共31页
毕业设计论文车载稳压逆变电源的电路设计.doc_第2页
第2页 / 共31页
毕业设计论文车载稳压逆变电源的电路设计.doc_第3页
第3页 / 共31页
毕业设计论文车载稳压逆变电源的电路设计.doc_第4页
第4页 / 共31页
毕业设计论文车载稳压逆变电源的电路设计.doc_第5页
第5页 / 共31页
点击查看更多>>
资源描述

《毕业设计论文车载稳压逆变电源的电路设计.doc》由会员分享,可在线阅读,更多相关《毕业设计论文车载稳压逆变电源的电路设计.doc(31页珍藏版)》请在三一办公上搜索。

1、 摘 要 汽车由最原始的代步方式转变为生活必需品,现在又开始由生活必需品向享受生活的层面过渡了,有车族在户外需要使用的电子设备越来越多,例如汽车音响、车用DVD、车用冰箱、手提电脑、手机充电器和各种电源适配器。在发达国家车载逆变电源是每辆车必须具备的。据统计,国内配备这种转换器的车辆还不足20%,加之每年汽车销售量居高不下,因而电源转换器在国内有很大的市场前景。车载逆变电源(又叫电源转换器)可以把汽车蓄电池的12V/24V直流电转变为大多数电器所需要的220V交流电。功率开关把输入的直流电压转变成脉宽调制交流电压,然后利用推挽逆变器和高频变压器把交流电压升高,再用全波整流交流电压转换成直流,最

2、后由全桥变换器把高压直流逆变成所需交流电。电源转换器可作为移动交流电源在车辆、船舶上使用,也适合与太阳能电池配合使用,能够方便地为这些电器设备提供交流电。1本文首先介绍逆变技术的概念和分类,在详细讲解了SPWM控制原理,接着在对逆变技术中开关器件的选择及控制策略的简介,最后通过对TL494芯片的学习设计了一款车载稳压逆变电源2。关键词:逆变器SPWM TL494ABSTRACT Car travel by the most primitive way into necessities, and now start from the basic necessities of life to en

3、joy the level of the transition, and car owners to use in the outdoors more and more electronic devices, such as car stereos, car DVD, car with a refrigerator, laptop computer, cell phone charger and a variety of power adapters. In developed countries, car inverter power supply is per vehicle must h

4、ave. According to statistics, domestic vehicles equipped with this converter is less than 20%, coupled with high annual vehicle sales, so the power adapter in the country have great market prospects.Car inverter (also known as power converter) can change car battery 12V/24V DC required for most elec

5、trical 220V AC. Power switch to the input DC voltage into AC voltage pulse width modulation, and then use push-pull inverter and high frequency transformer to AC pressure is increased, then full-wave rectified AC voltage into a DC, and finally by the full-bridge converter to the required high voltag

6、e direct current into alternating current reverse. Power converters can be used as mobile AC power supply in vehicles, ships use, also suitable for use with solar cells and can easily provide AC power to these electrical equipment.This paper introduces the concept and classification of inverter tech

7、nology, explained in detail SPWM control theory, then inverter technology in the choice of switching devices and control strategy briefing, the final study by TL494 chip designed a car regulator inverter.Key Words: Inverter,PWM,TL494目录摘 要IIABSTRACTIII目录V第一章 绪论71.1 逆变器及其发展72.1 PWM控制原理82.1.1 PWM概述82.2

8、.1 PWM波形的基本原理9第二章方案论证112.1 方案一112.2 方案二122.3 方案三132.4 方案确立14第三章 系统总体设计15第四章 稳压逆变电源的电路设计164.1 脉宽调制器芯片TL494的工作原理164.1.1TL494的内部结构和工作原理164.1.2 TL494的引脚说明184.2过热保护电路194.3过压保护电路204.4电路保护维持电路214.5震荡电路外围电路224.6逆变电路外围电路234.7 整流滤波电路244.8功率放大电路244.9 EI33磁芯的选择254.9.1 面积乘积法254.9.2几何尺寸参数法274.10 元器件参数28第五章 调试实物29

9、5.1调试前的准备295.2 调试的过程29第六章 总结30参考文献31致谢32V宁波工程学院本科毕业设计论文第一章 绪论1.1 逆变器及其发展今年来,电力电子技术发展迅猛,逆变电源广泛应用于日常生活、计算机、邮电通信、电力系统和航空航天等领域3。所谓逆变器,是指整流(又称顺变)器的逆向变换装置,其作用是通过半导体功率开关器件(例如sc,RGTo,GTR,IGBT和功率MOSFET模块等)的开通和关断作用,把直流电能变换成交流电能,因此是一种电能变换装置,由于是通过半导体功率开关器件的开通和关断来实现电能转换的,因此转换效率比较高。1.1.1 逆变技术及其发展一般认为ienibian技术的发展

10、可以分为如下两个阶段:19501980年为传统发展阶段。这个阶段的特点是,开关器件以低速器件为主,逆变器的开关频率较低,波形改善以多重叠加为主,体积重量较大,逆变效率低,正弦波逆变器开始出现4。1980年到现在为高频化新技术阶段。这个阶段的特点是,开关器件以高速器件为主,逆变器件的开关频率较高,波形改善以PWM(Pulse-Width Modulation,脉宽调制)为主,体积重量小,逆变效率高。正弦逆变技术发展日趋完善。逆变器的原理早在1931年就在文献中提过。1948年,美国西屋(Westinghouse)电器公司用汞弧整流器制成了3000Hz的感应加热用逆变器。1947年,第一只晶体管诞

11、生,固态电力电子学随之而诞生。1956年,第一只晶闸管问世,这标志着电力电子学的诞生,并开始进入传统发展时代。在这个时代,逆变器继整流器之后开始发展,首先出现的是可控硅SCR强迫换向逆变器,为SCR逆变器的发展奠定了基础。1962年,A.Kernick提出了“谐波中和消除法”,即后来常用的“多重叠加法”,这标志着正弦波逆变器的诞生。1963年,F.GTumbull提出了“消除特定谐波法”,为后来的优化PWM法奠定了基础,以实现特定的优如谐波最小,效率最优等。20世纪70年代后期,可关断晶体管GTO、电力晶体管GTR及其模块相继实用化。80年代以来,电力电子技术与电子技术相结合,产生了各种高频话

12、的全控器件,并得到了迅速发展,如功率场效应管PowerMOSFET、绝缘栅门极晶体管IGBT、静电感应晶体管SIT、静电感应晶闸管SITH、场控晶闸管MCT以及MOS晶体管等。这就使电力电子技术由传统发展时期进入高频化时代。在这个时代,具有小型化和高性能特点的新逆变技术层出不穷,特别是脉宽调制PWM波形改善技术得到飞速发展5。1964年,由A.SChonung和H.Setmmler提出的、把通信系统调制技术应用到逆变技术中的正弦波脉宽调制技术(sinusoida-PWM,简称SPWM),由于当时开关器件的速度慢而未得到推广,直到1975年才有Bristol大学S.R.Bowes等把SPWM技术

13、正式应用到逆变技术中,使逆变器的性能大大提高,并得到广泛应用和发展,也使SPWM技术达到了一个新的高度。此后,各种不同PWM技术相继出现,例如空间向量调制(SVM)6、随机PWM、电流滞环PWM等,成为高速器件的主导控制方式。至此,正弦波逆变技术的发展已经基本完善。1.1.2 逆变电源的发展趋势目前开关电源中功率管多采用双极型晶体管,开关频率可达几十千赫;采用MOFSET的开关电源转化频率可达几百一千赫。为提高开关频率,必须采用高速开关器件。对于兆赫以上开关频率的电源利用谐振电路,这种工作方式称为谐振开关方式。它可以极大地提高开关速度,理论上开关损耗为零,噪声也很小,这是提高开关电源工作频率的

14、一种方式。采用谐振开关方好似的兆赫级变换器已经实用化。开关电源的技术追求和发展趋势可以概括一下三个方面:A小型化、轻量化、高频化:开关电源的体积、重量主要是由储能元件(磁性元件和电容)决定的,因此开关电源的小型化实质就是尽可能减小其中储能元件的体积。在一定范围内,开关频率的提高,不仅能有效的减小电容、电感及变压器的尺寸,而且还能够抑制不扰,改善系统的动态性能。因此,高频化是开关电源的主要发展方向。B高可靠性:我们知道,在一个系统中,元件数量越多,可靠性越低;开关电源使用的元器件比连续工作电源少数十倍,因此提高了可靠性。从寿命角度出发,点解电容,光拙合器及排风扇等器件的寿命决定着电源的寿命。所以

15、,要从设计方面着眼,尽可能使用较少的元件,提高集成度。这样不但解决了电路复杂、可靠性差的问题,也增加了保护等功能,简化了电路,提高了平均无故障时间。C低噪声:开关电源的缺点之一是噪声大。单纯地追去高频化,噪声也会随之增大。采用部分谐振转换回路技术,在原理上既可以提高频率又可以降低噪声。所以,尽可能地降低噪声影响是开关电源的又一发展方向。2.1 PWM控制原理2.1.1 PWM概述所谓PWM技术就是用功率器件的开通和关断把直流电压变成一定形状的电压脉冲系列,以实现变压变频及控制和消除谐波为目标的一门技术,也就是利用相当于基波分量的信号波对三角载波进行调制,达到调节输出脉冲宽度的一种方法(这里所谓

16、相当于基波分量的信号波并不一定指正弦波,在PWM优化模式控制中可以是预畸变的信号波),当然不同信号调制后生成的PWM脉宽对变频效果,比如输出基波电压幅值、基波转矩、脉动转矩、谐波电流损耗、功率半导体开关器件的开关损耗等的影响差异很大。PWM技术最初应用于直流变换电路,随后将这种方式与频率控制相结合,产生了应用于逆变电路的PWM控制技术。用改变调制信号频率实现输出电压基波频率的调节;用改变调制信号幅值实现输出电压基波幅值的调节。具体来说,就是用一种参考正弦波为“调制波”,而以N倍于调制波频率的三角波为“载波”。由于三角波或锯齿波的上下宽度是线性变化的波形,因此它与调制波相交时,就可以得到一组幅值

17、相等,而宽度正比于调制波函数值的矩形脉冲序列用来等效调制波,用开关量取代模拟量,并通过对逆变器开关管的通断控制,把直流电变换成交流电。随着逆变器在交流传动、UPS电源和有源滤波器中的广泛应用,以及高速全控开关器件的大量出现,PWM技术己成为逆变技术的核心,因而受到了人们的高度重视。尤其是最近几年,微处理器应用于PWM技术和实现数字化控制以后,更是花样翻新,到目前为止仍有新的PWM控制方式在不断出现。目前已经提出并得到应用的PWM控制技术就不下十种。尤其是微处理器应用于PWM技术之后,PWM技术得到了进一步的发展,从追求电压的正弦波到电流的正弦波,再到磁通的正弦波;从效率最优到转矩脉动最小,再到

18、噪音最小等,PWM控制技术经历了一个不断创新和不断完善的过程。PWM控制技术可分为三大类,即正弦PWM(包括以电压,电流和磁通的正弦为目标的各种PWM控制技术),最优PWM及随机PWM。从实现方法上大致有模拟式和数字式两种,而数字式中又包括硬件、软件和查表等几种实现方法。从控制特性来看主要可以分为两种:开环式(电压或磁通控制型)和死循环式(电流或磁通控制型)。当然还有其它分类方法,这里就不再逐一叙述7。2.2.1 PWM波形的基本原理逆变器与整流器正好相反,它的功能是将直流电转换为交流电。这种对应于整流的逆向过程,称之为“逆变”,其作用是通过功率半导体开关器件的开通和关断作用,把直流电能变换成

19、交流电能。逆变器的种类很多,各自的具体工作原理、工作过程不尽相同,但是最基本的逆变过程是相同的。下面以最简单的单相桥式逆变电路为例,具体说明逆变器的“逆变”过程。单相桥式逆变原理见图2.1。该图中输入直流电压为Vd。当开关T1,T4接通后,电流流过T1负载和T4时,负载上的电压极性是、上正下负;当开关T1,T4断开,T2,T3接通后,电流流过T2,负载和T3,负载上的电压极性反向。若两组开关T1,T4,T2,T3以频率f交替切换工作时,负载上便可得到频率为f的交变电压Uo,其波形见图2.2,该波形为一方波,其周期T=1/f。图标的电路和波形只是逆变过程基本原理的示意描述,实际上要构成一台实用型

20、逆变器,还需要增加许多重要功能电路和辅助电路。 图2.1 单相全桥逆变主电路图图2.2 输出波形在单相正弦逆变电源中,逆变器要把市电经整流滤波后得到的直流电或由蓄电池提供的直流电,重新转化为频率非常稳定,稳定电压受负载影响小的波形畸变因子满足负载要求的交流正弦波8。1.3 本课题的研究内容和意义1.3.1 本课题的研究内容本课题的核心是设计一款实用的车载稳压逆变电源,以保证车上用电正常。设计中以美国德州仪器公司的TL494为核心,使12V直流电通过一系列变化转换成50Hz、220V的交流电。1.3.2本课题意义随着社会的发展,人民生活水品的不断提高,汽车逐渐进入了大众的家庭中,有车族们已经不仅

21、仅将汽车作为一种代步工具了,而开始将其作为一种享受生活的工具。有车族在户外需要使用的电子设备越来越多,例如汽车音响、车用DVD、车用冰箱、手提电脑、手机充电器和各种电源适配器等等10,而这些电子设备一般都需要用市220V供电,汽车所能提供的电源是蓄电池,一般小车是12V,因此要使用这些设备必须配备电源转换器,即车载逆变电源。车载逆变电源一般使用汽车电瓶或者点烟器供电,将汽车蓄电池的12V直流电转变成一般电器所需要的220V交流电。在发达国家车载逆变电源是每辆车必须具备的。据统计,国内配备这种哦转换器的车辆还不足20%,加之每年汽车销售量居高不下,因而电源转换器在国内有很大的市场前景。第二章方案

22、论证 车载逆变电源(电源转换器、Power Inverter )是一种能够将 DC12V 直流电转换为和市电相同的 AC220V 交流电,供一般电器使用,是一种方便的车用电源转换器。车载电源逆变器在国外市场受到普遍欢迎。在国外因汽车的普及率较高,外出工作或外出旅游即可用逆变器连接蓄电池带动电器及各种工具工作。中国进入WTO 后,国内市场私人交通工具越来越多,因此,车载逆变器电源作为在移动中使用的直流变交流的转换器,会给你的生活带来很多的方便,是一种常备的车用汽车电子装具用品。通过点烟器输出的车载逆变器可以是 20W 、40W 、80W 、120W 直到150W 功率规格的。再大一些功率逆变电源

23、要通过连接线接到电瓶上。把家用电器连接到电源转换器的输出端就能在汽车内使用各种电器象在家里使用一样方便。可使用的电器有:手机、笔记本电脑、数码摄像机、照相机、照明灯、电动剃须刀、 CD 机、游戏机、掌上电脑、电动工具、车载冰箱及各种旅游、野营、医疗急救11。2.1 方案一图 4.2方案二逆变电源的电路图图 4.2中,由芯片IC1及其外围电路、三极管Q1、Q2、MOS功率管Q3、Q4、Q5、Q6组成直流变交流的逆变电路及整流、滤波电路。由200W双12V电源变压器及其外围电路组成低压交流变高压交流。最后通过输出开关输出高压交流电12。2.2 方案二图4.3方案三逆变电源的电路图图4.3中,主要由

24、MOS 场效应管,普通电源变压器构成。其输出功率取决于MOS 场效应管和电源变压器的功率,免除了烦琐的变压器绕制13。2.3 方案三图 4.1 方案一逆变电源的电路图 图 4.1中,由芯片IC1及其外围电路、三极管VT1、VT3、MOS功率管VT2、VT4以及变压器T1组成12V直流变换为220V/50kHz交流的逆变电路。由芯片IC2及其外围电路、三极管VT5、VT8、MOS功率管VT6、VT7、VT9、VT10以及220V/50kHz整流、滤波电路VD5VD8、C12等共同组成220V/50kHz高频交流电变换为220V/50Hz工频交流电的转换电路,最后通过XAC插座输出220V/50H

25、z交流电供各种便携式电器使用。2.4 方案确立 对比以上三个方案,本人通过对实际的可操作性,并对成本的控制和对学习逆变电源的更全面,决定采用第三个方案。第三章 系统总体设计图3.1 逆变电源原理图本方案通过对TL494芯片为中心的控制电路。通过过热保护电路、过压保护电路、电路保护状态维持电路、逆变电路作为C1的外围电路。电流信号从低压直流电变成低压高频交流电。经过变压器的增压,电压上升,经过整流滤波电路后在变为高压直流电,成为C2及其外围电路的电源电压。C2中产生低压低频交流电。最后输出高压低频交流电。第四章 稳压逆变电源的电路设计图4.1逆变电源的电路图144.1 脉宽调制器芯片TL494的

26、工作原理TL494是美国德州仪器公司最先生产的PWM发生器,它本是为开关电源而设计的,但至今除用于开关电源类电力电子设备之外,还用于直流调速、正弦波单相逆变电源等系统15。4.1.1TL494的内部结构和工作原理TIA94的内部结构合工作原理框图如图1所示从图4.1可见,该集成电路内集成有一个振荡器OSC、两个误差放大器、两个比较器(死区时间控制比较器和PWM比较器)、一个触发器FF、两个与门和两个或非门、一个或门、一个+5 v基准电源,两个NPN输出功率放大用开关晶体管它的工作原理可简述为:当TIA94的引脚5与6接上电容与电阻后,集成在其内部的振荡器便使引脚5所接电容恒流充电和快速放电,在

27、电容CT上形成锯齿波,该锯齿波同时加给死区时间控制比较器和PWM 比较器,死区时间控制比较器按T1A94的引脚4所设定的电平高低输出相应宽度的脉冲信号;另一方面在2# 误差放大器输出的保护信号无效(为高电平时),PWM 比较器根据1 误差放大器输出的调节信号(或引脚3直接输入的电平信号)与锯齿波比较在输出形成相应的PWM脉冲波,该脉冲波与死区时间控制比较器输出的脉冲相或后,一方面提供给触发器作为时间信号,同时提供给输出控制或非门,触发器按CK端的时钟信号,在与端输出相位互差兀的PWM脉冲信号,若引脚13为高电平,则内部的两个与门输出的PWM脉冲信号,给信号经输出两个或非门与前述的信号或非后有输

28、出功率放大的开关晶体管放大后输出;相反,当引脚13为低电平时,两个与门输出恒为低电平,所以两个或非门输出相同的脉冲信号,在应看到,若用TL494的误差放大器坐保护比较器,保护动作时,引脚3被置为恒电平,TL494两路均输出低电平。TL494是一个固定频率的脉冲宽度调制电路,内置了线性锯齿波振荡器,振荡频率可通过外部的一个电阻和一个电容进行调节,其振荡频率如下:输出脉冲的宽度是通过电容CT上的正极性锯齿波电压与另外两个控制信号进行比较来实现。功率输出管VT1和VT2受控于或非门。当双稳触发器的时钟信号为低电平时才会被选通,即只有在锯齿波电压大于控制信号期间才会被选通。当控制信号增大,输出脉冲的宽

29、度将减小。图 4.2 TL494内部电路4.1.2 TL494的引脚说明图4.3 TL494引脚说明4.2过热保护电路图4.4 过热保护电路 电路的R1、Rt、R2组成过热保护电路,Rt为正温度系数热敏电阻,常温阻值可在150 300范围内任选,适当选大些可提高过热保护电路启动的灵敏度。热敏电阻Rt安装时要紧贴于MOS功率开关管VT2或VT4的金属散热片上,这样才能保证电路的过热保护功能有效。IC1的15脚的对地电压值U是一个比较重要的参数,图4.1电路中UVccR2 (R1+Rt+R2)V,常温下的计算值为U6.2V。当电路工作异常,MOS功率管VT2或VT4的温升大幅提高,热敏电阻Rt的阻

30、值超过约4k时,IC1内部比较器1的输出将由低电平翻转为高电平,IC1的3脚也随即翻转为高电平状态,致使芯片内部的PWM 比较器、“或”门以及“或非”门的输出均发生翻转,输出级三极管VT1和三极管VT2均转为截止状态。当IC1内的两只功率输出管截止时,图1电路中的VT1、VT3将因基极为低电平而饱和导通,VT1、VT3导通后,功率管VT2和VT4将因栅极无正偏压而处于截止状态,逆变电源电路停止工作。4.3过压保护电路图4.5 过压保护电路DZ1、R5、VD1、C2、R6构成12V输入电源过压保护电路,稳压管VDZ1的稳压值决定了保护电路的启动门限电压值,VD1、C2、R6还组成保护状态维持电路

31、,只要发生瞬间的输入电源过压现象,保护电路就会启动并维持一段时间,以确保后级功率输出管的安全。考虑到汽车行驶过程中电瓶电压的正常变化幅度大小,通常将稳压管VDZ1的稳压值选为15V或16V较为合适。4.4电路保护维持电路图4.6 电路保护维持电路 IC1的3脚外围电路的C3、R5是构成上电软启动时间维持以及电路保护状态维持的关键性电路,实际上不管是电路软启动的控制还是保护电路的启动控制,其最终结果均反映在IC1的3脚电平状态上。电路上电或保护电路启动时,IC1的3脚为高电平。当IC1的3脚为高电平时,将对电容C3充电。这导致保护电路启动的诱因消失后,C3通过R5放电,因放电所需时间较长,使得电

32、路的保护状态仍得以维持一段时间。 当IC1的3脚为高电平时,还将沿R8、VD4对电容C7进行充电,同时将电容C7两端的电压提供给IC2的4脚,使IC2的4脚保持为高电平状态。从图2的芯片内部电路可知,当4脚为高电平时,将抬高芯片内死区时间比较器同相输入端的电位,使该比较器输出保持为恒定的高电平,经“或”门、“或非”门后使内置的三极管VT1和三极管VT2均截止。图4.1电路中的VT5和VT8处于饱和导通状态,其后级的MOS管VT6和VT9将因栅极无正偏压而都处于截止状态,逆变电源电路停止工作。4.5震荡电路外围电路图4.7 震荡电路外围电路IC1的5脚外接电容C4(472)和6脚外接电阻R7(4

33、k3)为脉宽调制器的定时元件,所决定的脉宽调制频率为 。即电路中的三极管VT1、VT2、VT3、VT4、变压器T1的工作频率均为50kHz左右,因此T1应选用高频铁氧体磁芯变压器,变压器T1的作用是将12V脉冲升压为220V的脉冲,其初级匝数为202,次级匝数为380。 IC2的5脚外接电容C8(104)和6脚外接电阻R14(220k)为脉宽调制器的定时元件,所决定的脉宽调制频率为。4.6逆变电路外围电路图4.8 逆变电路外围电路当电路工作异常,MOS功率管VT2或VT4的温升大幅提高,热敏电阻Rt的阻值超过约4时,IC1内部比较器1的输出将由低电平转为高电平,IC1的3脚也随即转为高电平状态

34、,致使芯片内部的PWM比较器、“或”门以及“或非”门的输出均发生翻转,图4.3中输出级三极管VT1和三极管VT2均转为截止状态。当IC1内的两只功率输出管截止时,图4.1电路中的VT1、VT3将因基极为低电平而饱和导通,VT1、VT3导通后,功率管VT2和VT4将因栅极无正偏压而处于截止状态,逆变电路停止工作。所以正常工作时,IC1内部比较器1的输出将由低电平转为高电平,IC1的3脚为低电平状态,芯片内部的PWM比较器、“或”门以及“或非”门的输出都不发生翻转,图4.3中输出级三极管VT1和三极管VT2为导通状态。电路中的VT1、VT3将不起任何作用。功率管VT2和VT4将处于导通状态。4.7

35、 整流滤波电路图4.9 整流滤波电路由逆变电路和变压器产生的高压高频率的交流电,通过由VD5VD8、C12组合的整流滤波电路,变化为高压直流电。4.8功率放大电路图4.10 功率放大电路IC2正常工作时,图4.3中三极管VT1和VT2截止和导通两种状态将呈周期性的出现。而上图是一个对称性质的电路,所以输出电压的信号将如下图。图4.11 功率放大电路输出信号图4.9 EI33磁芯的选择 在高频变压器设计时,首先遇到的问题,便是选择能够满足设计要求和使用要求的磁芯。通常可以采取下面介绍的两种方法:面积乘积法和几何尺寸参数法。这两种方法的区别在于:面积乘积法是把导线的电流密度作为设计参数,几何尺寸参

36、数法则是把绕组线圈的损耗,即铜损作为设计参数16。4.9.1 面积乘积法这里讲的面积乘积。是指磁芯的可绕线的窗口面积和磁芯的截面积,这两个面积的乘积。表示形式为WaAe,有些讲义和书本上简写为Ap,单位为。根据法拉第定律,我们有:窗口面积利用情况有:变压器有初级、次级两个绕组。因此有:我们知道:而电流有效值得到一下关系式:即:于是就有如下式:由于:最后得到如下公式:这个公式适用于单端变压器,如正激式和反激式。推挽式的公式则为:半桥式的公式则为:这里的。单端变压器如正激式和反激式:Bm=B=Bs-Br。双端变压器如推挽式、半桥式和桥式:Bm=2Bpk。全桥式公式与推挽式相同,但0.5,例如0.8

37、0.9。在J=400A/,K=0.4,=0.8,=0.4(单端变压器),=0.8(双端变压器)。公式简化如下:(单端变压器)(推挽式)(半桥式和桥式)4.9.2几何尺寸参数法这个方法是把绕组线圈的损耗,即铜损作为设计参数。因此,公式正是由计算绕组线圈的铜损的公式演变而来的。变压器有两个绕组这里为初级绕组电阻,为次级绕组电阻。由于因此每个绕组各占一半窗口面积,全部绕组线圈的铜损的公式:公式简化:变换两个参数的位置,公式变成:初级安匝与次级安匝相等的关系,以及电流有效值同峰值的关系。上式进一步演化成:同理(见面积乘积法)有:将两个式子代入,得出公式:与面积乘积法的形式相一致,公式成为如下形式:此公

38、式适合各种电路形式。Bm取值同面积乘积法。4.10 元器件参数17 第五章 调试实物5.1调试前的准备首先检查原理图中的芯片的电源和网络节点是否标注正确,同时检查网络节点是否有重叠现象。在检查元器件的封装,因为很多芯片的封装不同,其引脚顺序也是不同的。其次检查电源接口是否有短路现象。最后用万用表测试一下元器件的管脚是否对应。5.2 调试的过程引脚的正反接错,导致实验结果的错误。热敏电阻没有紧贴VT2、VT4的散热金属片,导致两个场效应管损坏。由于某一个电阻短路,导致两块芯片的损坏。第六章 总结随着汽车在生活中扮演越来越重要的角色,车载逆变器的作用也越来越大。更多的人开始在自己的车内工具相中放置

39、一台车载逆变电源。1975年Bristol大学的S.R.Bowes等把SPWM技术正式应用到逆变技术中,使逆变器的性能大大提高,并得到广泛应用和发展,也使SPWM技术达到了一个新的高度。此后各种不同PWM技术相继出现,成为高速器件的主导控制方式,正弦波逆变技术的发展已经基本完善。在此基础上,本文首先介绍了逆变技术概念和分类。接着对SPWM的控制原理进行了详细的讲解。在此引入了TL494芯片。并在此基础上设计了一款车载稳压逆变电源。并对总体电路进行了详细的讲解。最后给介绍了EI33磁芯的两种选择方式。 参考文献1 高军,黎辉,杨旭等. 基于PID控制和重复控制的正弦波逆变电源研究.电工电能新技术

40、,2002,21(1):l一42 陈伯时,陈敏逊. 交流调速系统.北京:机械工业出版社,1998.101一1063 谢力华,苏彦民. 正弦波逆变电源的数字控制技术电力电子技术2001,(6):52一554 王兆妥. 电力电子技术(第4版)M.北京:机械工业出版社,2000.5 华伟,周文定. 现代电力电子器件及其应用.北京:清华大学出版社,2002.6 卢慧芬. 基于DSP的SPWM控制波形生成的一种方法J.机电工程,2002,19(5):30-34.7 刘和平,严利平,张学锋等. TMS320LF240x DSP结构原理及应用M.北京:北京航空航天大学出版社,20028 陈坚. 电力电子学电

41、力电子变换和控制技术. 北京:高等教育出版社,2002。9 李爱文,张承惠. 现代逆变技术及其应用. 北京:科学出版社,2000。10 陈道. DC-AC逆变技术及其应用. 北京:机械工业出版社,2003。11 电力电子技术,19902005。12 洪乃刚. 电力电子和电力拖动控制系统的MATLAB仿真. 北京:机械工业出版社,2006。13 杨萌福,段善旭,朝泽云. 电力电子装置及系统. 北京:清华大学出版社,2006。14 王忠礼, 段慧达, 高玉峰. MATLAB应用技术在电气工程与自动化专业中的应用. 北京:清华大学出版社,2007。15 陈长江. 逆变电源缓冲电路与隔直电容的参数计算

42、. 武汉船舶职业技术学院学报,2005(4)。16 国际电子变压器.大比特商务网200317 孙进等. 逆变电源技术及其发展概况. 逆变电源,2006(8)。致谢本文的完成以及本学期毕业设计的完成,是在导师楼建明老师悉心指导和帮助下完成的。导师渊博的学识、严谨的治学态度、孜孜不倦的求索精神和科学务实的作风给了我很深的印象,使我受益匪浅。在这半年里,老师不仅培养了学习、思维、研究的方法,还让我养成了谦虚务实的生活态度。在此,谨让我对楼老师的栽培表示最诚挚的谢意!同时,还要感谢我做毕业设计时给我帮助的同学、朋友。感谢你们给我的帮助和关怀。 最后,在我的大学时代即将结束之际,我要感谢所有指导、关心、帮助过我的老师、同学和朋友,以及给我不断鼓励和支持的家人。感谢那些在我成长路上给我清醒认识的人们! 感谢各位评审老师、教授为本文提出宝贵意见。31

展开阅读全文
相关资源
猜你喜欢
相关搜索

当前位置:首页 > 建筑/施工/环境 > 农业报告


备案号:宁ICP备20000045号-2

经营许可证:宁B2-20210002

宁公网安备 64010402000987号