武汉纺织大学本科毕业设计答辩汇总

武汉纺织大学本科毕业设计答辩题目：基于单片机的自动交流电流控制逆变电源设计学院：电子与电气工程学院专业：电气工程及其自动化班级：电气11103班姓名：魏仁东学号：1103731139一、设计说明本设计是设计一款将直流12V转变成交流

220V并具有数字显示功能的逆变开关电源。设计要求：电源输出功率300W以下、电流在0.5A到1.2A之间、电压稳定在220V具有数字显示功能。设计内容：整体电路设计、各变换电路设计、保护电路设计以及单片机系统及外围电路设计。2.1逆变电路整体框图二、整体电路设计该电路由12V直流电输入以及输入过压保护电路、输入欠压保护电路、电源过热保护电路、输出过压保护电路、输出过流保护电路、逆变电路、

320V/50KHz整流滤波、逆变电路、滤波电路等组成。二、整体电路设计2.2

逆变电路Ⅰ原理方框图电路的主要功能是将12V直流电转换320V/50KHz的交流电。该部分电路主要是用一块TL494芯片，通过输出50K的脉冲来控制开关管的交替导通，进而产生50K的高频交流电。此高频交流电通过开关变压器升为320V/50KHz的高频交流电。2.3

逆变电路Ⅱ原理方框图二、整体电路设计SG3525A内部的锯齿波幅度位于1V至3.3V之间，因而产生的正弦波一路经相应的处

理后将其幅值调至1V至3V之间，然后输入以SG3525A，在芯片内部通过与锯齿波比

较产生高频正弦波调宽脉冲。锯齿波的频率由芯片外接的

震荡电阻和震荡电容决定，通常设置为几十千赫兹。而

另一路正弦波则经过处理转

化为50Hz的方波作为基准信号，该基准信号与SG3525A

产生的高频正弦波调宽脉冲

输入与门芯片，最后将与门

的输出信号输入两片场效应

管专用驱动芯片IR2110，再由IR2110输出高频的调宽脉冲以控制四个场效应管的交

替导通，输出的电压在经过

LC工频滤波后便可输出稳定的准正弦波供负载使用该高压加在由四个场效应管结合成的全桥电路两端，场效应管的导通或截止由栅极的状态控制。为了使逆变电源输出准正弦波，本设计采用正弦波脉冲调制（SPW），脉冲波的产生主要由脉冲调宽芯片SG3525A来完成。根据芯片SG3525A的使用原理，先由集成函数芯片ICL8038产生50Hz的正弦波信号，该正弦波分两路输出。三、各变换电路设计3.1

DC/DC变换电路Q1和Q2的基极方波接TL494的两个内置晶

体管的发射极。中心器件变压器T1，实现

电压由12V脉冲电压转为320V脉冲电压。此脉冲电压经过整流滤波电路变成320V高压直流电压。变压器T1的工作频率选50KHz。电路正常时，TL494的两个内置晶体管交替导通，导致图中晶体管Q1、Q2的基极也因此而交替导通，Q3和Q4页交替导通，这样是变压器工作在推挽状态，Q3和Q4以频率为50KHz交替导通，使变压器的初级输入端有50KHz的交流电。当Q1导通时，场效应管

Q3因为栅极无正偏压而截止，而此时Q2截止，导致场效应管Q4栅极有正偏压而导通。当Q1导通时，Q2截止，场效应管Q3因为栅极无正偏压而截止，而此时Q2截止，导致

场效应管Q4栅极有正偏压而导通。且交替

导通时其峰值电压为12V，即产12V/50KHz交流电。极性电容C3滤去12V直流中的交流成分，降低输入干扰。滤波电容C1可取为2200uF。整流滤波电路由四只整流二极管和一个滤波电容组成。四只整流二极管D3～D6接成电桥形式，称为单相桥式整流电路。在桥式整流电路中，电容C4滤去了电路中的交流成分，此处滤波取值为10uF。图中的推挽场效应管Q3、Q4在工作时会通过大电流，经过计算电流约为19A，故场效应管的型号选IFR650A。其最大耐压值为200V,电流为32A，符合要求三、各变换电路设计3.2

DC/AC变换电路由集成芯片ICL8038产生的50Hz正弦波一路输入SG3525A内部与锯齿波比较产生两路互补的正弦波调宽脉冲分别SG3525A的高输出端和低输出端。四、保护电路设计4.1

输入过压保护电路VCC为电源电压，VCC通过R1产生R2一个分压，该分压加到脉冲产生芯片TL494的引脚1，即误差放大器通相输入端，引脚2为反相输入端，电路正常情况下2脚电压高于1脚电压才能保证误差比较器的输出为低电平，才能使芯片内两个三极管正常工作。由于引脚2与基准电压输出端14脚相连，则引脚2的电压为基准电压5V。但是当输

入电压超过15V时，1脚处的电压则会高于5V，即高于2脚的电压，则误差放大器输出高电平，则

TL494停止工作，从而实现过压保护。四、保护电路设计4.2

输入欠压保护电路四、保护电路设计4.3

过热保护电路因为逆变电源频率很高，当接大功率负载时逆变器会发热，处于过热状态会影响一部分元器件的性能，会影响逆变器的使用寿命。因而在电路中加入过热保护电路，当温度高于某一个设定值时，逆变器立刻停止工作，使温度降低，从而实现对逆变器的过热保护。四、保护电路设计4.4

输出过压保护电路电阻R41和R42对输出电压进行采样，当输出电压过高时将导致稳压管D15击穿，时SG3525A芯片的10脚对地的电压升高，使芯片SG3525A停止输出驱动脉冲，切除输出

。四、保护电路设计4.5

输出过流保护电路电流采样由电路互感器T2完成，电流互感器的原边直接串联在逆变电源的输出端，原边的工频电流会在副边感生出感应电流。该感生电流经过整流滤波之后通过分压电阻R20转化为电压信号，然后将该电压信号输入到电压比较器U2A的反向端，通过与正向端的基准电压比较来输出相应的电平信号，该电平信号输入驱动芯片IR2110的控制端SD实现对电路的保护功能五、单片机系统及外围电路单片机系统及外围电路框图电流采样电路电压采样电路ADC0832STC89C52128*64LCD五、单片机系统