毕业设计（论文）车载稳压逆变电源的电路设计

1、i 摘摘 要要 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

2、压转换成直流，最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 tl494iiabstract car travel by the most primitive way into necessities, and now start from the basic necessitie

3、s of life to enjoy 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

4、 vehicle must have. 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 require

5、d for most electrical 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 requi

6、red high voltage 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 o

7、f inverter iiitechnology, 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，tl494iv目录目录摘摘 要要 -iiabstract -iii目录目录-v第一章第一章 绪论绪论 -71

8、.1 逆变器及其发展逆变器及其发展 -72.1 pwm 控制原理 -82.1.1 pwm 概述概述 -82.2.1 pwm 波形的基本原理 -9第二章方案论证第二章方案论证 -112.1 方案一 -112.2 方案二 -122.3 方案三-132.4 方案确立 -14第三章第三章 系统总体设计系统总体设计-15第四章第四章 稳压逆变电源的电路设计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.

9、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-24v4.9 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第五章第五章 调试实物调试实物-295.1 调试前的准备-295.2 调试的过程 -29第六章第六章 总结总结-30参考文献参考文献 -31致谢致谢 -32宁波工程学院本科毕业设计论文6第第 1 1 章章 绪论绪论1.11.1 逆变器及其发展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

10、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。1.1.11.1.1 逆变技术及其发展逆变技术及其发展一般认为 ienibian 技术的发展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

11、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 s

12、cr 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 mc

13、t 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，

14、各种不同 pwm 技术相继宁波工程学院本科毕业设计论文7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。1.1.21.1.2 逆变电源的发展趋势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一种方式。采用谐振开关方好似的兆赫级变换

15、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，要从设计方面着眼，尽可能使用较少的

16、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。2.12.1 pwmpwm 控制原理控制原理2.1.12.1.1 pwmpwm 概述概述所谓 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

17、方法(这里所谓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宁波工程学院本科毕业设计论文8波为“载波” 。由于三角波或锯齿波的上下

18、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

19、，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。2.2.12.2.1 pwmpwm 波形的基本原理波形的基本原理逆变器与整流器正好相反，它的功

20、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

21、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逆变器，还需要增加许多重要功能电宁波工程学院本科毕业设计论文9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。1.31.3 本课题的研究内容和意义本课题的研究内容和意义1.3.11.3.1 本课题的研究内容本课题的研究内容本课题的核

22、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。1.3.21.3.2 本课题意义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

23、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。宁波工程学院本科毕业设计论文10第二章方案论证第二章方案论证 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

24、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

25、旅游、野营、医疗急救11。2.12.1 方案一方案一宁波工程学院本科毕业设计论文11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。宁波工程学院本科毕业设计论文122.2 方案二方案二图 4.3 方案三逆变电源的电路图图 4.3 中，主要由 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。

26、2.3 方案三方案三宁波工程学院本科毕业设计论文13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/50hz交流电供各种便携式电

27、器使用。2.42.4 方案确立方案确立 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。宁波工程学院本科毕业设计论文14宁波工程学院本科毕业设计论文15第第 3 3 章章 系统总体设计系统总体设计图 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

28、电。宁波工程学院本科毕业设计论文16第第 4 4 章章 稳压逆变电源的电路设计稳压逆变电源的电路设计图 4.1 逆变电源的电路图144.1 脉宽调制器芯片脉宽调制器芯片 tl494 的工作原理的工作原理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

29、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)与宁波工程学院本科毕业设计论文17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

30、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：1.1*o

31、scttfrc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，输出脉冲的宽度将减小。图 4.2 tl494内部电路宁波工程学院本科毕业设计论文184.1.2 tl494 的引脚说明图 4.3 tl494 引脚说明宁波工程学院本科毕业设计论文194.2 过热保护电路过热保护电路图 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

32、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。宁波工程学院本科毕业设计论文20ic1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

33、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 过压保护电路过压保护电路12vdz1vz1r5c2r6接引脚1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，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

34、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。宁波工程学院本科毕业设计论文214.4 电路保护维持电路电路保护维持电路+12vdz1r5c3r8vd4接引脚3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，使得电路的保护状态仍得以维持一

35、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。宁波工程学院本科毕业设计论文224.5 震荡电路外围电路震荡电路外围电路接引脚5接引脚6c4r7图

36、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(4k3)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1.1 (0.0047 4.3)50fosckhzkhz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。1.1 ( 814)1.1 (0.1 220)50fos

37、ccrkhzhz宁波工程学院本科毕业设计论文234.6 逆变电路外围电路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 3k脚也随即转为高电平状态，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，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

38、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。宁波工程学院本科毕业设计论文244.7 整流滤波电路整流滤波电路图 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

39、路功率放大电路宁波工程学院本科毕业设计论文25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。xy图4.11 功率放大电路输出信号图4.9 ei33 磁芯的选择磁芯的选择 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

40、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。4cm根据法拉第定律，我们有：4421010 ()etoneaecmnbmnbmf窗口面积利用情况有：kwnaw变压器有初级、次级两个绕组。因此有：20.5kwnawkwnaw或我们知道：宁波工程学院本科毕业设计论文26iawj而电流有效值iip得到一下关系式：0.5nipkwj即：于是就有如下式：由于：poe ippipi又有：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：20.5,0.3 0.4,0.8 0.9,/bmt kja cm半桥式的公式则为：

41、这里的。0.5,0.80.9例如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0.80.9。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：宁波工程学院本科毕业设计论文27（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

42、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：宁波工程学院本科毕业设计论文28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 元器件参数元器件参数17 宁波工程学院本科毕业设计论文29第第 5 5 章章 调试实物调试实物5.1 调试前的准备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。宁波工程学院本科毕业设计论