單相逆變電源畢業(yè)設(shè)計(jì)

1、<p>　　2011屆畢業(yè)設(shè)計(jì)任務(wù)書</p><p>　　課題名稱：500W單相逆變電源</p><p><b>　　二、指導(dǎo)教師：</b></p><p><b>　　三、設(shè)計(jì)內(nèi)容與要求</b></p><p><b>　　課題概述</b></p>&

2、lt;p>　　單相逆變電源是將直流電逆變成單相交流電，可將車載蓄電池逆變成交流電為用電器提供交流電，也可作為計(jì)算機(jī)的UPS電源。</p><p>　　該單相逆變電源先將直流電通過輸入逆變電路逆變成交流電，然后用高頻變壓器升壓；升壓后的交流電整流后再通過輸出逆變電路進(jìn)行SPWM調(diào)節(jié)，使輸出為工頻220V正弦波電壓。輸入逆變電路控制采用專用芯片，輸出逆變電路SPWM控制及逆變電源的各種保護(hù)采用單片機(jī)控制。當(dāng)蓄電

3、池的電壓過高或過低時(shí)逆變電源將停止工作并燈光指示報(bào)警，保護(hù)逆變電源和蓄電池；當(dāng)蓄電池的電壓在正常范圍內(nèi)波動(dòng)時(shí)，輸出電壓不變；當(dāng)輸出電流過大時(shí)，單片機(jī)將停止SPWM輸出，保護(hù)電源的器件。</p><p><b>　　設(shè)計(jì)內(nèi)容與要求</b></p><p><b>　　設(shè)計(jì)內(nèi)容：</b></p><p>　?。?）逆變電源的輸

4、入逆變主電路的設(shè)計(jì)；</p><p>　?。?）逆變電源的輸出逆變主電路的設(shè)計(jì)；</p><p>　?。?）MOSFET器件的選擇及驅(qū)動(dòng)與保護(hù)電路設(shè)計(jì)；</p><p>　?。?）PWM控制電路的設(shè)計(jì)；（5）電流及電壓檢測電路；</p><p>　　（6）單片機(jī)控制電路及程序編寫（流程圖）；</p><p>　?。?）

5、其它輔助保護(hù)功能等設(shè)計(jì)。</p><p><b>　　設(shè)計(jì)要求：</b></p><p>　　（1）畫出系統(tǒng)各環(huán)節(jié)電路圖；（2）系統(tǒng)各環(huán)節(jié)的原理介紹；</p><p>　?。?）系統(tǒng)各環(huán)節(jié)的元件參數(shù)計(jì)算及選擇；（4）元件明細(xì)表；（5）程序流程圖。</p><p><b>　　四、設(shè)計(jì)參考書</b>&

6、lt;/p><p>　　1、《新型半導(dǎo)體器件及其應(yīng)用實(shí)例》 電子工業(yè)出版社</p><p>　　2、《現(xiàn)代逆變技術(shù)及其應(yīng)用》 科學(xué)出版社</p><p>　　3、《新型開關(guān)電源設(shè)計(jì)與應(yīng)用》 科學(xué)出版社 </p><

7、;p>　　4、《電子變壓器手冊(cè)》 遼寧科學(xué)技術(shù)出版社</p><p>　　5、《半導(dǎo)體變流技術(shù)》 機(jī)械工業(yè)出版社</p><p>　　6、《電力電子設(shè)備設(shè)計(jì)和應(yīng)用手冊(cè)》 機(jī)械工業(yè)出版社 </p><p>　　

8、7、《基于C語言編程MCS-51單片機(jī)原理及應(yīng)用》 清華大學(xué)版社</p><p>　　8、《自動(dòng)檢測技術(shù)》 湖南鐵道職業(yè)技術(shù)學(xué)院</p><p><b>　　9、相關(guān)網(wǎng)站</b></p><p><b>　　五、設(shè)計(jì)說明書要求</b></p>&

9、lt;p><b>　　封面</b></p><p><b>　　目錄</b></p><p>　　內(nèi)容摘要(200～400字左右，中英文)</p><p><b>　　引言</b></p><p>　　正文（設(shè)計(jì)方案比較與選擇，設(shè)計(jì)方案原理、計(jì)算、分析、論證，設(shè)計(jì)結(jié)果的說

10、明及特點(diǎn)）</p><p><b>　　結(jié)束語</b></p><p>　　附錄(參考文獻(xiàn)、圖紙、材料清單等)</p><p>　　六、畢業(yè)設(shè)計(jì)進(jìn)程安排(小四、宋體)</p><p>　　1～2周：布置任務(wù)，弄懂設(shè)計(jì)要求及原理。</p><p>　　3～4周：鎮(zhèn)流器整流主電路的設(shè)計(jì)，逆變主電路的設(shè)

11、計(jì)，MOSFET驅(qū)動(dòng)保護(hù)設(shè)計(jì)。</p><p>　　5～8周：分析控制電路的工作原理，設(shè)計(jì)硬件系統(tǒng)，畫出硬件電路。</p><p>　　9～10周：全面整理書寫畢業(yè)論文</p><p>　　10周：寫出畢業(yè)答辯提綱，進(jìn)行畢業(yè)答辯。</p><p>　　七、畢業(yè)設(shè)計(jì)答辯及論文要求(小四、宋體)</p><p>　　1、畢

12、業(yè)設(shè)計(jì)答辯要求</p><p>　　答辯前三天，每個(gè)學(xué)生應(yīng)按時(shí)將畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書或畢業(yè)論文、專題報(bào)告等必要資料交指導(dǎo)教師審閱，由指導(dǎo)教師寫出審閱意見。</p><p>　　學(xué)生答辯時(shí)對(duì)自述部分應(yīng)寫出書面提綱，內(nèi)容包括課題的任務(wù)、目的和意義，所采用的原始資料或參考文獻(xiàn)、設(shè)計(jì)的基本內(nèi)容和主要方法、成果結(jié)論和評(píng)價(jià)。</p><p>　　答辯小組質(zhì)詢課題的關(guān)鍵問題，質(zhì)詢與課題

13、密切相關(guān)的基本理論、知識(shí)、設(shè)計(jì)與計(jì)算方法、實(shí)驗(yàn)方法、測試方法，鑒別學(xué)生獨(dú)立工作能力、創(chuàng)新能力。</p><p>　　2、畢業(yè)設(shè)計(jì)論文要求</p><p>　　文字要求:說明書要求打印(除圖紙外)，不能手寫。文字通順，語言流暢，排版合理，無錯(cuò)別字，不允許抄襲。</p><p>　　圖紙要求:按工程制圖標(biāo)準(zhǔn)制圖，圖面整潔，布局合理，線條粗細(xì)均勻，圓弧連接光滑，尺寸標(biāo)注規(guī)

14、范，文字注釋必須使用工程字書寫。</p><p>　　曲線圖表要求：所有曲線、圖表、線路圖、程序框圖、示意圖等不準(zhǔn)用徒手畫，必須按國家規(guī)定的標(biāo)準(zhǔn)或工程要求繪制。</p><p><b>　　摘要</b></p><p>　　根據(jù)無源逆變的實(shí)用原理，采用單相全橋逆變電路工作方式，實(shí)現(xiàn)把直流電源（12v）轉(zhuǎn)換成交流電源（220V，50HZ），并對(duì)負(fù)

15、載進(jìn)行供電。達(dá)到的性能要求就是轉(zhuǎn)換出穩(wěn)定的工頻電源，供給一些電器如燈，音像等使用。并且介紹了SG3525的功能及產(chǎn)生SPWM波的方法，對(duì)逆變器的控制及保護(hù)電路作了詳細(xì)的介紹，給出了輸出電壓波形的結(jié)果。</p><p>　　在電路的設(shè)計(jì)中，運(yùn)用了電流保護(hù)，電壓保護(hù)，空載檢測和死區(qū)時(shí)間的設(shè)置。使電路中最終能夠得到穩(wěn)定的單相220V交流電供電，電路中主要是運(yùn)用單片機(jī)的控制，當(dāng)蓄電池的電壓過高或過低時(shí)逆變電源將停止工作，

16、保護(hù)逆變電源和蓄電池；當(dāng)蓄電池的電壓在正常范圍內(nèi)波動(dòng)時(shí)，輸出電壓不變；當(dāng)輸出電流過大時(shí)，單片機(jī)將停止SPWM輸出，保護(hù)電源的器件使負(fù)載正常運(yùn)行。</p><p>　　關(guān)鍵字：逆變，保護(hù)電路</p><p><b>　　Abstract </b></p><p>　　Inverter based on the practical principl

17、e of passive, single-phase full-bridge inverter circuit means to achieve the DC power supply (12v) into AC power (220V, 50HZ), and load power supply. Performance requirements is converted to a stable frequency power supp

18、ly of a number of electrical appliances such as lights, audio-video use. And introduced the SG3525 features and generate SPWM waves method, inverter control and protection circuit were described in detail, given the resu

19、lts of the output vo</p><p><b>　　目錄</b></p><p>　　一、緒論…………………………………………………………………………1</p><p>　　二、總體方案的確定………………………………………………………… 1</p><p>　　1總體介紹………………………………………

20、……………………1</p><p>　　三、具體電路設(shè)計(jì)………………………………………………………… 2</p><p>　　3.1 系統(tǒng)基本原理…………………………………………………………2</p><p>　　3.2 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)及框架……………………………………………………… 3</p><p>　　3.3 直—交—直—交功率變換形式……

21、……………………………………4</p><p>　　3.4 DC—AC變換器的方案………………………………………………4</p><p>　　3.5 輸出整流濾波電路………………………………………………………………5</p><p>　　四、SPWM輸出逆變，逆變電源主電路分析………………………………………………17</p><p>　　4.

22、1 輸出逆變主電路圖………………………………………………17</p><p>　　4.2 SPWM波的實(shí)現(xiàn)…………………………………………………18</p><p>　　4.3 STC系列單片機(jī)………………………………………………………………24</p><p>　　五、高頻變壓器設(shè)計(jì)……………………………………12</p><p>　　

23、5.1 變壓器的結(jié)構(gòu)………………………………………………………12</p><p>　　5.2 變壓器的計(jì)算…………………………………………………………15</p><p>　　六、PWM控制芯片 SG3525 …………………………………………………6</p><p>　　6.1 其內(nèi)部結(jié)構(gòu)和原理圖………………………………………………………………7<

24、/p><p>　　6.2 各部分的功能………………………………………………………9</p><p>　　6.3 SG3525的工作原理………………………………………………………10</p><p>　　七、三極管元件選擇………………………………………………………25</p><p>　　八、保護(hù)電路的設(shè)計(jì)……………………………………26<

25、/p><p>　　九、死區(qū)的時(shí)間的設(shè)置與實(shí)現(xiàn) ………………………………………………………29</p><p>　　總結(jié)…………………………………………………………31</p><p>　　感謝信………………………………………………32</p><p>　　四、參考文獻(xiàn)……………………………………………………………………33</p>

26、<p><b>　　緒論</b></p><p><b>　　一、課題概述 </b></p><p>　　單相逆變電源是將直流電逆變成單相交流電，可將車載蓄電池逆變成交流電為用電器提供交流電，也可作為計(jì)算機(jī)的UPS電源。</p><p>　　該單相逆變電源先將直流電通過輸入逆變電路逆變成交流電，然后用高頻變壓器升

27、壓；升壓后的交流電整流后再通過輸出逆變電路進(jìn)行SPWM調(diào)節(jié)，使輸出為工頻220V正弦波電壓。輸入逆變電路控制采用專用芯片，輸出逆變電路SPWM控制及逆變電源的各種保護(hù)采用單片機(jī)控制。當(dāng)蓄電池的電壓過高或過低時(shí)逆變電源將停止工作并燈光指示報(bào)警，保護(hù)逆變電源和蓄電池；當(dāng)蓄電池的電壓在正常范圍內(nèi)波動(dòng)時(shí)，輸出電壓不變；當(dāng)輸出電流過大時(shí)，單片機(jī)將停止SPWM輸出，保護(hù)電源的器件。</p><p>　　二、 總體方案的確定&

28、lt;/p><p><b>　　1、總體介紹：</b></p><p>　　電源是電子設(shè)備的動(dòng)力部分,是一種通用性很強(qiáng)的電子產(chǎn)品。它在各個(gè)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(qiáng)弱直接關(guān)系著它的應(yīng)用范圍。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,

29、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。</p><p><b>　　2、經(jīng)濟(jì)性好：</b></p><p>　　通過把12V的蓄電池電源轉(zhuǎn)換為工頻使用電源，用于內(nèi)部的電器，是一種簡單，廉價(jià)的方式。主電路設(shè)計(jì)中采用了簡單的逆變電路，過壓過流保護(hù)電路，以及幾款簡單的芯片。經(jīng)濟(jì)性能良好，使用方便。就本系統(tǒng)的性能穩(wěn)定性

30、而言，由于未設(shè)計(jì)復(fù)雜的電路進(jìn)行干擾的情況。并且輸出穩(wěn)定，價(jià)格優(yōu)良，是一款性價(jià)比很高的系統(tǒng)。</p><p><b>　　三、具體電路的分析</b></p><p>　　3．1 系統(tǒng)基本原理</p><p>　　本逆變電源輸入端為蓄電池（＋12V，容量90A·h），輸出端為工頻方波電壓（50Hz，220V）。其結(jié)構(gòu)框圖如圖1所示<

31、/p><p><b>　　系統(tǒng)結(jié)構(gòu)及框架</b></p><p>　　3.3． 直-交-直-交功率變換形式</p><p>　　由于高頻開關(guān)變換技術(shù)的成熟和廉價(jià)化?，F(xiàn)在，逆變器的主要電路形式已經(jīng)準(zhǔn)變?yōu)橹?交-直-交功率變換形式。即先將直流電轉(zhuǎn)化為高頻交流電，以利于減小變壓器的體積；經(jīng)過變壓器的電壓轉(zhuǎn)換和隔離，從而獲得到所需要的電壓等級(jí)和隔離要求；由

32、于輸出要求是50Hz正弦交流電，需要將高頻交流電轉(zhuǎn)化為50Hz交流電，所以通常的方法是將高頻交流電整流成直流電；再利用50Hz逆變技術(shù)將直流電轉(zhuǎn)換為所需要的50Hz正弦交流電。直-交-直-交功率變換形式的原理框圖如圖19-6。</p><p>　　圖19-6 直-交-直-交功率變換形式的原理框圖</p><p>　　從圖中看到似乎這種解決方案過于復(fù)雜，但是由于每個(gè)功能單元的體積與成本均很

33、低，而且技術(shù)成熟、效率非常高，這種解決方案最終還是最佳的。</p><p>　　3.4 DC-AC變換器的方案</p><p>　　推挽電路是兩不同極性晶體管輸出電路無輸出變壓器（有OTL、OCL等）。是兩個(gè)參數(shù)相同的功率BJT 管或MOSFET管，以推挽方式存在于電路中，各負(fù)責(zé)正負(fù)半周的波形放大任務(wù)。電路工作時(shí)，兩只對(duì)稱的功率開關(guān)管每次只有一個(gè)導(dǎo)通，所以導(dǎo)通損耗小效率高。推挽輸出既可以向

34、負(fù)載灌電流，也可以從負(fù)載抽取電流。</p><p>　　3.5輸出整流濾波電路</p><p>　　輸出整流器可以采用最常見的單相橋式整流電路，可以選擇MUR460超快恢復(fù)二極管構(gòu)成的單相橋式整流電路。輸出濾波電路可以采用LC濾波電路結(jié)構(gòu)。整個(gè)輸出整流濾波電路如圖19-20。</p><p>　　圖19-20 輸出整流濾波電路</p><p&g

35、t;　　考慮后面的50Hz逆變器的紋波電流，輸出濾波電容器應(yīng)選用ESR低的聚酯電容器，電容量為3.3μF+3.3μF；輸出濾波電感可以選用EI25磁芯，用0.47mm漆包線繞70~100匝，磁路留0.5mm左右的氣隙即可。</p><p>　　四 SPWM輸出逆變 逆變電源主電路分析</p><p>　　4.1 輸出逆變主電路圖：</p><p>　　4.2 SPW

36、M波的實(shí)現(xiàn)</p><p>　　4.21 SPWM波的原理</p><p>　　在進(jìn)行脈寬調(diào)制時(shí)，使脈沖系列的占空比按正弦規(guī)律來安排。當(dāng)正弦值為最大值時(shí)，脈沖的寬度也最大，而脈沖間的間隔則最小，反之，當(dāng)正弦值較小時(shí)，脈沖的寬度也小，而脈沖間的間隔則較大，這樣的電壓脈沖系列可以使負(fù)載電流中的高次諧波成分大為減小，稱為正弦波脈寬調(diào)制。</p><p>　　圖2.3.1

37、與正弦波等效的矩形脈沖序列波形</p><p>　　1 正弦脈寬調(diào)制技術(shù)SPWM    SPWM控制方案有兩種：即單極性調(diào)制和雙極性調(diào)制法。單極性法所得的SPWM信號(hào)有正、負(fù)和0三種電平，而雙極性得到的只有正、負(fù)兩種電平。比較二者生成的SPWM波可知：在相同載波比情況下，生成的雙極性SPWM波所含諧波量較大；并且在正弦逆變電源控制中，雙極性SPWM波控制較復(fù)雜。因此一般采用單極性S

38、PWM波控制的形式。    由單片機(jī)實(shí)現(xiàn)SPWM控制，根據(jù)其軟件化方法的不同，有如下幾種方法：自然采樣法、對(duì)稱規(guī)則法、不對(duì)稱規(guī)則法和面積等效法等。理論分析發(fā)現(xiàn)面積等效法相對(duì)于其它方法而言，諧波較小，對(duì)諧波的抑制能力較強(qiáng)。而且實(shí)時(shí)控制簡單，利于軟件實(shí)現(xiàn)。因此本文采用面積等效法實(shí)現(xiàn)SPWM控制。</p><p>　　圖l為SPWM面積等效法原理示意圖。</p><p

39、>　　假設(shè)所需的輸出正弦電壓為U0=Umsinωt，式中：Um為正弦波幅值。利用面積等效法正弦波小塊面積S1與對(duì)應(yīng)脈沖面積S2相等的原則，將正弦波的正半周分為N等分，則每一等分的寬度為兀／N，計(jì)算出半個(gè)周期內(nèi)N個(gè)不同的脈寬值。相關(guān)公式如下：    正弦波S1面積為：        逆變器輸入直流電壓為UD，脈沖面積S2與S1相等，即有：

40、        所以第k個(gè)區(qū)間的脈沖寬度δk    式中：M為調(diào)制度。N為半個(gè)周期內(nèi)的脈沖個(gè)數(shù)。綜合考慮載波比、輸出諧波等因素，在此N取60。由上式計(jì)算出的SPWM脈寬表是一個(gè)由窄到寬、再由寬到窄的60個(gè)值的正弦表，將其存入STC單片機(jī)的ROM中以供調(diào)用。</p><p>　　4.22 STC系列單片機(jī)生成SPWM

41、波原理 STC系列單片機(jī)簡介    STCl2系列單片機(jī)是美國STC公司在8051單片機(jī)標(biāo)準(zhǔn)的內(nèi)核基礎(chǔ)上改進(jìn)推出的一個(gè)增強(qiáng)型功能的8051的單片機(jī)，從引腳到指令上完全與8051單片機(jī)兼容。最突出的特點(diǎn)就是其具有可編程計(jì)數(shù)器陣列PCA。以STCl2C5410AD為例，有四路可編程計(jì)數(shù)器陣列PCA／PWM。PCA含有一個(gè)特殊的16位定時(shí)器，有4個(gè)16位的捕獲／比較模塊與之相連。四個(gè)模塊的公共時(shí)間基準(zhǔn)由PCA

42、定時(shí)器決定，可以通過PCA模式寄存器CMOD SFR的CPSl和CPS0位確定。每個(gè)模塊可編程工作在4種模式下：上升／下降沿捕獲、軟件定時(shí)器、高速輸出或PWM脈沖輸出。文中SPWM生成功能主要靠PWM脈沖輸出模式完成。圖2即為PCA模塊脈寬調(diào)節(jié)PWM輸出模式框圖。</p><p>　　在PCA PWM輸出模式中，當(dāng)CLSFR的值小于{EPCnL，CCAPnL}時(shí)，輸出為低，當(dāng)PCA CL SFR的值等于或大于{E

43、PCnH，CCAPnH}時(shí)，輸出為高。當(dāng)CL的值由FF變?yōu)?0溢出時(shí)，{EPCnH，CCAPnH}的內(nèi)容裝載到{EPCnL，CCAPnL}中。這樣就實(shí)現(xiàn)了無干擾的更新PWM。要使能PWM模式，模塊CCAPMn寄存器的PWMn和ECOMn位必須置位。本文中，SPWM波形是綜合使用了模塊O的脈寬調(diào)節(jié)(PWM)模式和模塊1的16位軟件定時(shí)器模式，通過軟件中斷的形式實(shí)現(xiàn)的。    與此同時(shí)，STCl2C54lO單

44、片機(jī)還具有快速A／D轉(zhuǎn)換功能。有一個(gè)lO位精度、8路通道的A／D轉(zhuǎn)換器?？梢苑奖愕膶?duì)輸入、輸出的電壓、電流進(jìn)行監(jiān)控和顯示。</p><p>　　4.23 SPWM波生成方法    利用STC系列單片機(jī)產(chǎn)生SPWM波的基本原理是：將載波周期數(shù)值賦給PCA模塊l的16位捕獲／比較模塊寄存器CCAPlH(高8位)和CCAPlL(低8位)，PCA定時(shí)器的值CH(高八位)、CL(低八位)與

45、模塊捕獲寄存器的值相比較，當(dāng)兩者相等時(shí)，產(chǎn)生PCA中斷。在中斷中，調(diào)用模塊0的PWM脈寬調(diào)節(jié)模式，將下一個(gè)SPWM波的脈寬通過CCAP0H裝載到CCAPOL中，這樣就可以實(shí)現(xiàn)無干擾的更新PWM。    圖3中即為由軟件實(shí)時(shí)計(jì)算好的一路單極性SPWM波形的脈寬示意圖。在每個(gè)固定的載波周期內(nèi)，不同脈寬數(shù)值組成一個(gè)正弦表格的形式。若選用模塊O(P3．7)輸出此路SPWM，首先將模塊0的PCA模塊工作模式寄存器定

46、義為8位PWM模式，將16位計(jì)數(shù)器定時(shí)器CH、CL清零，PCA PWM模式輔助寄存器O清零(保證捕獲寄存器EPCOH(高八位)、EPC0L(低八位)固定為零，PWM波比較的數(shù)值只與PCA模塊0的捕獲寄存器CCAPOH(高八位)、CC2APOL(低八位)有關(guān))，模塊l的捕獲寄存器CCAPlH(高八位)、CCAPlL(低八位)送入載波周期的高八位和第</p><p>　　4.24 軟件設(shè)計(jì)  &

47、#160; 程序編寫采用KeilC51編程語言進(jìn)行，整個(gè)程序由主程序和鍵盤中斷子程序以及PCA中斷子程序組成。主程序在系統(tǒng)初始化后進(jìn)入SPwM脈寬計(jì)算程序，計(jì)算相應(yīng)的脈沖寬度，形成正弦表格，等待中斷標(biāo)志位以響應(yīng)不同的中斷。由于SPWM波是不斷輸出的，必須將PCA中斷級(jí)別設(shè)置為最高。一旦有PCA中斷標(biāo)志位，即轉(zhuǎn)入執(zhí)行其中斷子程序。圖4為PCA中斷子程序流程圖。在中斷服務(wù)程序中，注意CCF1位和CF標(biāo)志位均由硬件置位，但不能自動(dòng)清零，必須在

48、中斷程序中由軟件清零。 </p><p>　　與此同時(shí)，系統(tǒng)可以響應(yīng)鍵盤中斷子程序，由鍵盤控制通過液晶顯示屏監(jiān)控輸出電壓、電流的變化情況等。 </p><p>　　根據(jù)上述設(shè)計(jì)思路及編寫的軟件，用MIC442l驅(qū)動(dòng)器驅(qū)動(dòng)四個(gè)MOSFET器件FQAl60N08組成的逆變橋上進(jìn)行實(shí)際調(diào)試。圖5為由單片機(jī)STCl2C5410輸出的兩路互補(bǔ)(有一定死區(qū)時(shí)間)單極性SPWM波。用這兩路互補(bǔ)信號(hào)直接驅(qū)

49、動(dòng)芯片MIC4421，其輸出信號(hào)再分別驅(qū)動(dòng)逆變橋，經(jīng)低通濾波后的波形如圖6所示。</p><p>　　此方法電路結(jié)構(gòu)簡單，硬件設(shè)計(jì)和軟件編程切實(shí)可行。采用在線計(jì)算和查表技術(shù)相結(jié)合，較好的解決了實(shí)時(shí)控制的要求。同時(shí)采用單片機(jī)作為控制器件，不僅成本降低，而且調(diào)試方便，受外界干擾較小，有很好的實(shí)用性和可靠性。</p><p><b>　　五 高頻變壓器設(shè)計(jì)</b></

50、p><p>　　5.1 變壓器的結(jié)構(gòu)</p><p>　　變壓器是隔離型變換器的主要元件之一，其性能指標(biāo)的好與壞將直接影響整個(gè)電路的性能，因此，在設(shè)計(jì)變壓器時(shí)應(yīng)該細(xì)心設(shè)計(jì)為好。在變壓器制作中需要在確保變壓器的絕緣電壓的基礎(chǔ)上盡可能的減小變壓器漏感。</p><p>　　5.11 變壓器的結(jié)構(gòu)對(duì)變壓器性能的影響</p><p>　　變壓器的最主要作

51、用是隔離，電器隔離性能應(yīng)符合電氣安全規(guī)則的要求。為了滿足電器安全規(guī)則的要求，通常要在變壓器的初次級(jí)之間留有不低于3mm的絕緣邊距（爬電距離），如圖19-14所示的邊沿空隙的方法。邊沿空隙方法（Margin Wound）------是在骨架邊沿留有不繞線的余留，以提供所需的絕緣邊距要求。</p><p>　　圖19-14 變壓器的邊沿空隙繞制方式的結(jié)構(gòu)示意</p><p>　　這種方法一直得

52、到比較普遍的應(yīng)用，其主要原因是繞變壓器的漆包線的絕緣強(qiáng)度不能滿足電氣安全規(guī)則的要求，特別是漆包線漆皮的針孔。這種方法的最大缺點(diǎn)是變壓器的繞線空間的浪費(fèi)和變壓器漏感的增加，尤其是小變壓器尤為嚴(yán)重，如EE16磁芯繞線框架僅有約8mm的繞線寬度，如果扣除3mm的邊沿空隙，則有效的繞線寬度僅剩下5mm，變壓器的繞線窗口的利用率大大下降，同時(shí)變壓器的漏感也隨之增加。不僅如此，在變壓器的初次級(jí)間通常還要能承受50Hz、1500V有效值電壓，這往往需

53、要3~5層變壓器絕緣膠帶，勢必要求初、次級(jí)間的耦合變差，在電氣性能上的表現(xiàn)為變壓器的漏感增加。對(duì)于50Hz變壓器，漏感增加一點(diǎn)似乎不會(huì)出現(xiàn)多大問題，但是高頻開關(guān)電源變壓器的漏感增加一點(diǎn)所付出的代價(jià)將是開關(guān)管的損耗明顯增加甚至是變壓器的漏感所產(chǎn)生的電壓尖峰將開關(guān)管擊穿！要么就是緩沖電路的損耗增加。</p><p>　　怎樣才能取消令人深惡痛絕的變壓器中的邊沿空隙和初次級(jí)間的絕緣？問題的關(guān)鍵就是改進(jìn)漆包線的質(zhì)量，單層

54、絕緣的漆包線的最主要的缺陷是針孔（當(dāng)然也不可否認(rèn)絕緣電壓可能還不夠），那么在制造漆包線時(shí)可以在漆包線上多涂幾次絕緣漆，這樣不僅提高了絕緣電壓，最主要的是徹底的消除了漆包線的漆皮上的針孔，這就是三重絕緣的漆包線。</p><p>　　三重絕緣漆包線繞制法（Triple Insulated）------次級(jí)繞組的導(dǎo)線采用三重絕緣漆包線以便任意兩層結(jié)合都滿足電氣強(qiáng)度要求。</p><p>　　圖

55、19-15給出三重絕緣法結(jié)構(gòu)?？梢钥闯龀跫?jí)充滿整個(gè)骨架寬度，和輔助繞組之間僅有一層膠帶，在輔助繞組上纏一層膠帶以防止損壞次級(jí)繞組導(dǎo)線的三重絕緣層。次級(jí)繞組纏在其上，最后纏一層膠帶進(jìn)行保護(hù)。注意繞線和焊接時(shí)絕緣不被損壞。</p><p>　　圖19-15 三重絕緣漆包線繞制變壓器的結(jié)構(gòu)</p><p>　　實(shí)際上用三重絕緣漆包線繞制變壓器時(shí)，初次級(jí)之間可以不附加任何絕緣物（如絕緣膠帶）同樣可

56、以保證絕緣強(qiáng)度。這樣，變壓器的繞線窗口將得到有效的利用，同時(shí)變壓器的漏感也可以減小到最小。</p><p>　　5.12 變壓器的繞線方法對(duì)變壓器性能的影響</p><p>　　C型繞線方式：即折返繞制方式，這是最常用的繞線方式。圖19-14示出有2層初級(jí)繞組的C型繞線。C型繞線容易實(shí)現(xiàn)且成本低，但是導(dǎo)致初級(jí)繞組間電容增加。可以看出初級(jí)從骨架的一邊繞到另一邊再繞回到起始邊，這是一個(gè)簡單的繞

57、線方法。</p><p>　　Z型繞線圖19-16示出有2層初級(jí)繞組的Z型繞線方式?？梢钥闯鲞@種方法比C型繞線復(fù)雜，但是減少了繞組的寄生電容。</p><p>　　圖19-16變壓器初級(jí)的C型繞法 圖19-17 變壓器初級(jí)的Z型繞法</p><p>　　初次級(jí)內(nèi)外繞制方法：圖19-16、圖19-17均為變壓器的初級(jí)繞在內(nèi)側(cè)，次級(jí)繞在外側(cè)的繞制

58、方式，這種繞制方式的優(yōu)點(diǎn)是簡單，而且通常變壓器的初級(jí)繞組的線徑細(xì)、次級(jí)線徑粗，細(xì)線繞在里邊繞制起來比較容易。但是，這種繞法的最大缺點(diǎn)是變壓器的漏感大，變壓器漏感在開關(guān)過程中需要將漏感中的儲(chǔ)能完全釋放，通常會(huì)產(chǎn)生比較高的尖峰電壓，對(duì)開關(guān)管的沖擊比較大。這個(gè)沖擊在反激式開關(guān)電源中尤為明顯。這個(gè)變壓器漏感的儲(chǔ)能必然消耗在緩沖電路或箝位電路，漏感越大，需要的緩沖電路越大，所產(chǎn)生的損耗越大，降低了開關(guān)電源的效率。因此，應(yīng)該選擇變壓器漏感比較小的繞

59、制方法。</p><p>　　最常見的是初級(jí)分成兩段，分別繞在次級(jí)的內(nèi)測和外側(cè)，如圖19-18。</p><p>　　圖19-18 變壓器初級(jí)分開繞制示意圖</p><p>　　另一方面把初級(jí)繞組分開繞制的方法也可以減少漏電感。分開的初級(jí)繞組是最里邊第一層繞組，第二層初級(jí)繞在外邊。這需要骨架有空余引腳讓初級(jí)繞組的中心點(diǎn)連接其上，這對(duì)改善耦合有意義。</p>

60、;<p>　　如果變壓器得出次級(jí)間要求的絕緣電壓不高或采用絕緣電壓高的漆包線，則可以采用變壓器漏感最小的繞法，即初次級(jí)繞組絞在一起繞。這樣初次級(jí)繞組所約束的磁力線大致重合，使變壓器漏感達(dá)到最小。如果是推挽式逆變器，則僅僅需要變壓器的兩個(gè)初級(jí)之間的漏感達(dá)到最小即</p><p>　　六、PWM控制芯片SG3525</p><p>　　隨著電能變換技術(shù)的發(fā)展，功率MOSFET在開

61、關(guān)變換器中開始廣泛使用，為此美國硅通 用半導(dǎo)體公司（Silicon General）推出SG3525。SG3525是用于驅(qū)動(dòng)N溝道功率MOSFET其產(chǎn)品一推出就受到廣泛好評(píng)。SG3525系列PWM控制器分軍品、工業(yè)品、民品三個(gè)等級(jí)。下面我們對(duì)SG3525特點(diǎn)、引腳功能、電氣參數(shù)、工作原理以及典型應(yīng)用進(jìn)行介紹。</p><p>　　SG3525是電流控制型PWM控制器，所謂電流控制型脈寬調(diào)制器是按照接反饋電流來調(diào)節(jié)

62、脈寬的。在脈寬比較器的輸入端直接用流過輸出電感線圈的信號(hào)與誤差放大器輸出信號(hào)進(jìn)行比較，從而調(diào)節(jié)占空比使輸出的電感峰值電流跟隨誤差電壓變化而變化。由于結(jié)構(gòu)上有電壓環(huán)和電流環(huán)雙環(huán)系統(tǒng)，因此，無論開關(guān)電源的電壓調(diào)整率、負(fù)載調(diào)整率和瞬態(tài)響應(yīng)特性都有提高，是目前比較理想的新型控制器。</p><p>　　6.1 結(jié)構(gòu)和原理框圖：</p><p>　　1.Inv.input(引腳1)：誤差放大器反向輸

63、入端。在閉環(huán)系統(tǒng)中，該引腳接反饋信號(hào)。在開環(huán)系統(tǒng)中，該端與補(bǔ)償信號(hào)輸入端（引腳9）相連，可構(gòu)成跟隨器。 2.Noninv.input(引腳2)：誤差放大器同向輸入端。在閉環(huán)系統(tǒng)和開環(huán)系統(tǒng)中，該端接給定信號(hào)。根據(jù)需要，在該端與補(bǔ)償信號(hào)輸入端（引腳9）之間接入不同類型的反饋網(wǎng)絡(luò)，可以構(gòu)成比例、比例積分和積分等類型的調(diào)節(jié)器。 3.Sync(引腳3)：振蕩器外接同步信號(hào)輸入端。該端接外部同步脈沖信號(hào)可實(shí)現(xiàn)與外電路同步。 4.OSC.Out

64、put(引腳4)：振蕩器輸出端。 5.CT(引腳5)：振蕩器定時(shí)電容接入端。 6.RT（引腳6）：振蕩器定時(shí)電阻接入端。 7.Discharge(引腳7)：振蕩器放電端。該端與引腳5之間外接一只放電電阻，構(gòu)成放電回路。 8.Soft-Start(引腳8)：軟啟動(dòng)電容接入端。該端通常接一只5 的軟啟動(dòng)電容。 9.Compensation(引腳9)：PWM比較器補(bǔ)償信號(hào)輸入端。在該端與引腳2之間接入不同類型的反饋網(wǎng)絡(luò)，可以構(gòu)成比例

65、、比例積分和積分等類型調(diào)節(jié)器。 10.Shutdown(引腳10)：</p><p>　　其中，腳16 為SG3525 的基準(zhǔn)電壓源輸出，精度可以達(dá)到（5.1±1％）V，采用了溫度補(bǔ)償，而且設(shè)有過流保護(hù)電路。腳5，腳6，腳7 內(nèi)有一個(gè)雙門限比較器，內(nèi)電容充放電電路，加上外接的電阻電容電路共同構(gòu)成SG3525 的振蕩器。振蕩器還設(shè)有外同步輸入端(腳3)。腳1 及腳2 分別為芯片內(nèi)誤差放大器的反相輸入端、

66、同相輸入端。該放大器是一個(gè)兩級(jí)差分放大器，直流開環(huán)增益為70dB 左右。</p><p>　　特點(diǎn)如下： （1）工作電壓范圍寬：8—35V。 （2）5.1（1 1.0%）V微調(diào)基準(zhǔn)電源。 （3）振蕩器工作頻率范圍寬：100Hz¬—400KHz. （4）具有振蕩器外部同步功能。 （5）死區(qū)時(shí)間可調(diào)。 （6）內(nèi)置軟啟動(dòng)電路。 （7）具有輸入欠電壓鎖定功能。 （8）具有PWM瑣存功能，禁止多脈

67、沖。 （9）逐個(gè)脈沖關(guān)斷。 （10）雙路輸出（灌電流/拉電流）： mA(峰值)。 </p><p>　　6.2 各部分功能：</p><p>　　a 基準(zhǔn)電壓源: 基準(zhǔn)電壓源是一個(gè)三端穩(wěn)壓電路，其輸入電壓VCC 可在（8～35）V 內(nèi)變化，通常采用+15V，其輸出電壓VST＝5.1V，精度±1%，采用溫度補(bǔ)償，作為芯片內(nèi)部電路的電源，也可為芯片外圍電路提供標(biāo)準(zhǔn)電源，向外輸出電

68、流可達(dá)400mA，沒有過流保護(hù)電路。</p><p>　　b 振蕩電路： 由一個(gè)雙門限電壓均從基準(zhǔn)電源取得，其高門限電壓VH=3.9 V，低門限電壓VL=0.9,內(nèi)部橫流源向CT 充電，其端壓VC 線性上升，構(gòu)成鋸齒波的上升沿，當(dāng)VC=VH時(shí)比較器動(dòng)作，充電過程結(jié)束，上升時(shí)間t1 為：</p><p>　　t1= 0.67RTCT </p><p>　　比較器動(dòng)作時(shí)

69、使放電電路接通，CT 放電，VC 下降并形成鋸齒波的下降沿，當(dāng)VC=VL時(shí)比較器動(dòng)作，放電過程結(jié)束，完成一個(gè)工作循環(huán)，下降時(shí)間間t2 為：</p><p>　　t2=1.3RDCT</p><p>　　注意：此時(shí)間即為死區(qū)時(shí)間</p><p>　　鋸齒波的基本周期T 為:</p><p>　　T=t1+t2=(0.67RT+1.3RD)CT&

70、lt;/p><p>　　因?yàn)镽D《RT => t2 《 t1</p><p>　　由上可見鋸齒波的上升沿遠(yuǎn)長于下降沿，因此上升沿作為工作沿，下降沿作為回掃沿。</p><p>　　c 誤差放大器：由兩級(jí)差分放大器構(gòu)成，其直流開環(huán)放大倍數(shù)為80dB 左右，電壓反饋信號(hào)uf 從端子1 接至放大器反相輸入端，放大器同相輸入端接基準(zhǔn)電壓。該誤差放大器共模輸入電壓范圍是1.

71、5V-5.2V。</p><p>　　d PWM 信號(hào)產(chǎn)生及分相電路： 比較器的反相端接誤差放大器的輸出信號(hào)ue，而振蕩器的輸出信號(hào)uc 則加到比較器的同相輸入端，比較器的輸出信號(hào)為PWM 信號(hào)，該信號(hào)經(jīng)鎖存器鎖存，分相電路由二進(jìn)制計(jì)數(shù)器和兩個(gè)或非門構(gòu)成，其輸入信號(hào)為振蕩器的時(shí)鐘信號(hào)，并用時(shí)鐘信號(hào)的前沿觸發(fā)，輸出為頻率減半的互補(bǔ)方波，這些方波和PWM 信號(hào)輸入到或非門邏輯電路。其結(jié)果是，所有的輸入為負(fù)時(shí)，輸出為正

72、。這樣P1、P2的輸出每半周期交替為正，其寬度和PWM 信號(hào)的負(fù)脈沖相等。脈沖很窄的時(shí)鐘信號(hào)輸入到邏輯或非門電路，可使兩個(gè)門的輸出同時(shí)有一段低電平，以產(chǎn)生死區(qū)時(shí)間。</p><p>　　e 脈沖輸出級(jí)電路:輸出末級(jí)采用推挽輸出電路，驅(qū)動(dòng)場效應(yīng)功率管時(shí)關(guān)斷速度更快.11 腳和14 腳相位相差180°，拉電流和灌電流峰值達(dá)200mA。由于存在開閉滯后，使輸出和吸收間出現(xiàn)重迭導(dǎo)通。在重迭處有一個(gè)電流尖脈沖，起

73、持續(xù)時(shí)間約為100ns?？梢栽?3 腳處接一個(gè)約0.1uf 的電容濾去電壓尖峰。</p><p>　　圖2 3525 各點(diǎn)工作波形</p><p>　　SG3525的工作原理 SG3525內(nèi)置了5.1V精密基準(zhǔn)電源，微調(diào)至 1.0%，在誤差放大器共模輸入電壓范圍內(nèi)，無須外接分壓電組。SG3525還增加了同步功能，可以工作在主從模式，也可以與外部系統(tǒng)時(shí)鐘信號(hào)同步，為設(shè)計(jì)提供了極大的靈活性。

74、在CT引腳和Discharge引腳之間加入一個(gè)電阻就可以實(shí)現(xiàn)對(duì)死區(qū)時(shí)間的調(diào)節(jié)功能。由于SG3525內(nèi)部集成了軟啟動(dòng)電路，因此只需要一個(gè)外接定時(shí)電容。 SG3525的軟啟動(dòng)接入端（引腳8）上通常接一個(gè)5 的軟啟動(dòng)電容。上電過程中，由于電容兩端的電壓不能突變，因此與軟啟動(dòng)電容接入端相連的PWM比較器反向輸入端處于低電平，PWM比較器輸出高電平。此時(shí)，PWM瑣存器的輸出也為高電平，該高電平通過兩個(gè)或非門加到輸出晶體管上，使之無法導(dǎo)通。只有軟

75、啟動(dòng)電容充電至其上的電壓使引腳8處于高電平時(shí)，SG3525才開始工作。由于實(shí)際中，基準(zhǔn)電壓通常是接在誤差放大器的同相輸入端上，而輸出電壓的采樣電壓則加在誤差放大器的反</p><p>　　相輸入端上。當(dāng)輸出電壓因輸入電壓的升高或負(fù)載的變化而升高時(shí)，誤差放大器的輸出將減小，這將導(dǎo)致PWM比較器輸出為正的時(shí)間變長，PWM瑣存器輸出高電平的時(shí)間也變長，因此輸出晶體管的導(dǎo)通時(shí)間將最終變短，從而使輸出電壓回落到額定值，實(shí)現(xiàn)

76、了穩(wěn)態(tài)。反之亦然。 外接關(guān)斷信號(hào)對(duì)輸出級(jí)和軟啟動(dòng)電路都起作用。當(dāng)Shutdown（引腳10）上的信號(hào)為高電平時(shí)，PWM瑣存器將立即動(dòng)作，禁止SG3525的輸出，同時(shí)，軟啟動(dòng)電容將開始放電。如果該高電平持續(xù)，軟啟動(dòng)電容將充分放電，直到關(guān)斷信號(hào)結(jié)束，才重新進(jìn)入軟啟動(dòng)過程。注意，Shutdown引腳不能懸空，應(yīng)通過接地電阻可靠接地，以防止外部干擾信號(hào)耦合而影響SG3525的正常工作。 欠電壓鎖定功能同樣作用于輸出級(jí)和軟啟動(dòng)電路。如果輸入電

77、壓過低，在SG3525的輸出被關(guān)斷同時(shí)，軟啟動(dòng)電容將開始放電。 此外，SG3525還具有以下功能，即無論因?yàn)槭裁丛蛟斐蒔WM脈沖中止，輸出都將被中止，直到下一個(gè)時(shí)鐘信號(hào)到來，PWM瑣存器才被復(fù)位。</p><p>　　6.3 STC系列單片機(jī)</p><p>　　6.31 STC系列單片機(jī)優(yōu)點(diǎn)</p><p>　　1.性價(jià)比高   采用S

78、TC12系列單片機(jī)可以省掉復(fù)位電路、外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器(如24Cxx系列芯片)，某些場合還可以省掉晶振，電路簡單、價(jià)格低廉。</p><p>　　2.速度快STC12系列單片機(jī)為單時(shí)鐘／機(jī)器周期(1T)，一些指令執(zhí)行速度是傳統(tǒng)8051的24倍，最低的也是3倍。</p><p>　　3.安全性好   目前，很難破譯STC12系列單片機(jī)加密程序，加之用戶數(shù)據(jù)可以保存到單片機(jī)內(nèi)部

79、，解密者很難通過用戶數(shù)據(jù)分析單片機(jī)的運(yùn)行狀況。</p><p>　　4.可以直接代替8051針對(duì)傳統(tǒng)8051單片機(jī)開發(fā)的程序，可以直接用于STC12系列單片機(jī)，無須重新編寫。</p><p>　　6.32 STC12的介紹</p><p>　　(1) STC12系列單片機(jī)的典型結(jié)構(gòu)</p><p>　　STC 12系列單片機(jī)是宏晶科技公司新的

80、低功耗16位Flash單片機(jī)，它的16級(jí)中斷、高效尋址方式、10K大容量Flash, EEPROM, A/D轉(zhuǎn)換、硬件乘法器、硬件脈寬調(diào)制器(PWM)等功能特點(diǎn)，較好的實(shí)現(xiàn)了強(qiáng)大的功能與超低功耗的結(jié)合，因此具有很好的性價(jià)比和應(yīng)用適應(yīng)性。</p><p>　　STC12系列有6種型號(hào):分別是STC12C5412AD, STC12C5410AD,STC12C5408AD、STC 12C5406AD、STC 12C54

81、04AD、和STC 12C5402AD。它們區(qū)別在于Flash的容量大小，本設(shè)計(jì)所用到的STC12C5412AD的Flash容量為10K。該單片機(jī)的管腳結(jié)構(gòu)如圖3-15所示。 </p><p><b>　　(2)基本配置</b></p><p>　　STC12C5412AD單片機(jī)除了具有STC12系列單片機(jī)共有特點(diǎn)外，還具有一些自身特點(diǎn)，對(duì)其一些基本配置做以介紹:&l

82、t;/p><p>　　1.Flash存儲(chǔ)器</p><p>　　STC12C5412AD Flash存儲(chǔ)器為l 0KB。Flash存儲(chǔ)器主要用作程序存儲(chǔ)，可經(jīng)計(jì)算機(jī)串口接口下載程序;程序運(yùn)行時(shí)能對(duì)其中的1段或多段進(jìn)行擦/寫操作，因此兼有數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器功能。Flash可用于程序數(shù)據(jù)保存，實(shí)現(xiàn)掉電保護(hù)，F(xiàn)lash存儲(chǔ)器可以按字或字節(jié)讀寫，最小擦除單位為1段，經(jīng)過擦除的位為“1"，寫入位為“0

83、”。</p><p>　　2.脈寬調(diào)節(jié)模式(PWM)</p><p>　　所有PCA模塊都可用作PMW輸出。輸出頻率取決于PCA定時(shí)器的時(shí)鐘源。由于所有模塊共用僅有的PCA定時(shí)器，所有它們的輸出頻率相同。各個(gè)模塊的輸出占空比是獨(dú)立變化的，與使用的捕獲寄存器{EPCnL,CCAPnL}有關(guān)。當(dāng)CL SFR的值小于{EPCnL, CCAPnL}時(shí)，輸出為低，當(dāng)PCA CL SFR的值等于或大于

84、{EPCnL, CCAPnL}時(shí)，輸出為高。當(dāng)CL的值由FF變?yōu)?0溢出時(shí)，{EPCnH, CCAPnH}的內(nèi)容裝載到{EPCnL,CCAPnL}中。這樣就可實(shí)現(xiàn)無干擾地更新PWM。要使能PWM模式，模塊CCAPMn寄存器的PWMn和ECOMn位必須置位。</p><p>　　3.I/O口工作類型設(shè)置</p><p>　　STC12C5412AD帶有24個(gè)I/O引腳，它的I/O與傳統(tǒng)的I/

85、O不同，每個(gè)I/O口均可由軟件設(shè)置成4種工作類型之一，使得功能口和通用I/O口復(fù)用。4種類型分別為:準(zhǔn)雙向口(標(biāo)準(zhǔn)8051輸出模式)、推挽輸出、僅為輸入(高阻)和開漏輸出功能。在對(duì)同一個(gè)I/O口進(jìn)行操作前要選擇其要實(shí)現(xiàn)的功能，這樣大大地增強(qiáng)了端口的功能和靈活性。其中一些I/O口還可以與STC12C5410AD中的特殊模塊相結(jié)合完成更為復(fù)雜的工作。如與捕獲比較模塊相結(jié)合可以實(shí)現(xiàn)串行通信，與A/D模塊結(jié)合實(shí)現(xiàn)A/D轉(zhuǎn)換等。此外，STC12C

86、5410AD的I/O端口電氣特性也十分突出，幾乎所有的I/O口都有6mA的驅(qū)動(dòng)能力，對(duì)于一般的液晶顯示屏、蜂鳴器可以直接驅(qū)動(dòng)而無需輔助電路。許多端口內(nèi)部都集成了上拉電阻，可以方便地與外圍器件相接</p><p>　　4. AD模數(shù)轉(zhuǎn)換寄存器</p><p>　　STC12C5412AD單片機(jī)的A/D轉(zhuǎn)換口在P1口(P1.7-P1.0)，有8路10位高速A/D轉(zhuǎn)換器，STC12C5410AD

87、系列是12位精度的A/D，速度均可達(dá)到100KHz。8路電壓輸入型A/D，可以完成溫度檢測、電池電壓檢測、按鍵掃描、頻譜檢測等功能。上電復(fù)位后P1口是弱上拉型的I/O口，可以通過軟件設(shè)置將8路中的任何一路設(shè)置為A/D轉(zhuǎn)換，不需作為A/D使用的口可繼續(xù)作為I/O口使用。這樣，A/D轉(zhuǎn)換和I/O口可以靈活的運(yùn)用，節(jié)省了軟件及時(shí)間。</p><p><b>　　八 保護(hù)電路的設(shè)計(jì)</b></

88、p><p>　　8.1電流檢測電路的設(shè)計(jì)</p><p>　　圖2.5.4是電流檢測電路，通過電流互感器采樣輸出電流，通過一個(gè)390Ω的電阻轉(zhuǎn)化成電壓值，在用AD采樣進(jìn)單片機(jī),由12864液晶顯示電流。</p><p>　　8.2過流保護(hù)電路的設(shè)計(jì)</p><p>　　過流保護(hù)電路如圖2.5.1所示。此電路是過流保護(hù)電路，其中100kΩ電阻用來限

89、流，通過比較器LM311對(duì)電流互感器采樣轉(zhuǎn)化的電壓進(jìn)行比較，LM311的3腳接一10kΩ電位器來調(diào)比較基準(zhǔn)電壓，輸出后接一100Ω的電阻限流它與后面的220µF的電容形成保護(hù)時(shí)間控制。當(dāng)電流過流時(shí)比較器輸出是高電平產(chǎn)生保護(hù)，使SPWM不輸出，控制場效應(yīng)管關(guān)閉，等故障消除，比較器輸出低電平，逆變器又自動(dòng)恢復(fù)工作。</p><p>　　圖2.5.1 過流保護(hù)電路圖</p><p>

90、　　8.3空載檢測電路的設(shè)計(jì)</p><p>　　空載檢測電路圖如圖2.5.2所示。使用電流互感器檢測電流輸出，當(dāng)沒有電流輸出時(shí)，使三極管截止 ，從而使RS_CK為高電平，停止輸出SPWM波。8s后，再輸出一組SPWM，若仍為空載，則繼續(xù)上述過程。若有電流輸出，使導(dǎo)通，從而使RS_CK為低電平，連續(xù)輸出SPWM波形，逆變器正常工作。</p><p>　　圖2.5.2 空載檢測電路圖<

91、/p><p>　　8.4浪涌短路保護(hù)電路的設(shè)計(jì)</p><p>　　浪涌短路保護(hù)電路原理圖如圖2.5.3所示。此電路是短路保護(hù)電路，用0.1Ω進(jìn)行采樣電壓，通過470kΩ電阻得到電流，此電流流過光電耦合器，當(dāng)電流高于光藕內(nèi)二級(jí)管導(dǎo)通電流時(shí)光藕輸出端導(dǎo)通，U3990的10腳變成低電平，使SPWM波不輸出，關(guān)閉場效應(yīng)管，形成保護(hù)，此過程非?？?，當(dāng)故障排除后，光電耦合器輸出關(guān)斷，逆變器正常工作。&l

92、t;/p><p>　　圖2.5.3 浪涌短路保護(hù)電路原理圖</p><p>　　九 死區(qū)時(shí)間的設(shè)置與實(shí)現(xiàn)</p><p>　　死區(qū)時(shí)間設(shè)置電路最好用硬件電路實(shí)現(xiàn)為好。通常也可以采用兩種實(shí)現(xiàn)方式，通過邏輯電路延遲實(shí)現(xiàn)死區(qū)時(shí)間的設(shè)置，也可以采用比較器電路通過延遲實(shí)現(xiàn)死區(qū)時(shí)間的設(shè)置。</p><p>　　對(duì)于標(biāo)準(zhǔn)電平的MOSFET，在一般的情況下死區(qū)時(shí)

93、間應(yīng)選擇小于1μs，在本試題的解決方案中，考慮到種種因素，驅(qū)動(dòng)MOSFET的速度可能不需要很高，因此，死區(qū)時(shí)間也應(yīng)設(shè)置的大一些，如選擇2~3μs。每個(gè)橋臂的上下兩組驅(qū)動(dòng)信號(hào)的死區(qū)設(shè)置電路可以用兩種電路方式實(shí)現(xiàn)，通過邏輯電路延遲實(shí)現(xiàn)死區(qū)時(shí)間的設(shè)置和采用比較器電路通過延遲實(shí)現(xiàn)死區(qū)時(shí)間的設(shè)置。每個(gè)上下橋臂的帶有死區(qū)時(shí)間的驅(qū)動(dòng)信號(hào)對(duì)應(yīng)的時(shí)序如圖19-27。</p><p>　　圖19-27 每個(gè)上下橋臂的帶有死區(qū)時(shí)間的

94、驅(qū)動(dòng)信號(hào)對(duì)應(yīng)的時(shí)序</p><p>　　圖中，A、、vHIN1、vLIN1、td分別為高邊脈寬調(diào)制輸出、低邊脈寬調(diào)制輸出、驅(qū)動(dòng)電路高邊輸入、驅(qū)動(dòng)電路低邊輸入、死區(qū)時(shí)間。通過死區(qū)時(shí)間的設(shè)置，保證了在“死區(qū)時(shí)間”內(nèi)，高、低邊驅(qū)動(dòng)信號(hào)均為零，確保消除共同導(dǎo)通現(xiàn)象。</p><p>　　很明顯，獲得死區(qū)時(shí)間的簡單方法是驅(qū)動(dòng)信號(hào)的下降沿不延遲，只延遲驅(qū)動(dòng)信號(hào)的上升沿。這樣，死區(qū)時(shí)間設(shè)置電路就可以通過

95、數(shù)字電路或比較器實(shí)現(xiàn)。</p><p>　　通過數(shù)字電路延遲實(shí)現(xiàn)死區(qū)時(shí)間的設(shè)置如圖19-28。</p><p>　　圖19-28 通過數(shù)字電路延遲實(shí)現(xiàn)死區(qū)時(shí)間的設(shè)置</p><p>　　由于死區(qū)時(shí)間設(shè)置電路送到驅(qū)動(dòng)電路是負(fù)邏輯信號(hào)，即低電平有效。死區(qū)設(shè)置電路輸出需要延遲的是由高電平向低電平轉(zhuǎn)換的延遲，對(duì)應(yīng)的死區(qū)設(shè)置電路的輸入延遲為由低電平向高電平轉(zhuǎn)換過程。 <

96、;/p><p>　　電路參數(shù)的確定：圖中數(shù)值電路可以采用4000系列的CD40106中的一個(gè)單元；死區(qū)時(shí)間選擇2~3μs，可以按RC時(shí)間常數(shù)2μs設(shè)置，可以選電阻R2.2kΩ，電容器C選1nF，電容器應(yīng)選用低溫度系數(shù)介質(zhì)，如聚酯電容器、C0G介質(zhì)的陶瓷電容器等。二極管選1N4148。</p><p>　　采用比較器電路通過延遲實(shí)現(xiàn)死區(qū)時(shí)間的設(shè)置如圖19-29。</p><p

97、>　　圖19-29 采用比較器電路通過延遲實(shí)現(xiàn)死區(qū)時(shí)間的設(shè)置</p><p>　　電路參數(shù)的確定：R1選2.2kΩ，R2、R3選10kΩ，電容器C選1nF，比較器選LM33</p><p><b>　　總結(jié)</b></p><p>　　這個(gè)課題只要是將一個(gè)12v的直流電通過輸入逆變電路逆變成交流電，然后用高頻變壓器升壓；升壓后的交流電整

98、流后再通過輸出逆變電路進(jìn)行SPWM調(diào)節(jié)，使輸出為工頻220V正弦波電壓。輸入逆變電路控制采用專用芯片，輸出逆變電路SPWM控制及逆變電源的各種保護(hù)采用單片機(jī)控制。主要采用STC12系列單片機(jī)，STC12系列單片機(jī)可以省掉復(fù)位電路、外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器 (如24Cxx系列芯片)，某些場合還可以省掉晶振，電路簡單、價(jià)格低廉。電路結(jié)構(gòu)相對(duì)簡單，采用在線計(jì)算和查表技術(shù)相結(jié)合，較好的解決了實(shí)時(shí)控制的要求。同時(shí)采用單片機(jī)作為控制器件，不僅成本降低，而且調(diào)

99、試方便，受外界干擾較小，有很好的實(shí)用性和可靠性。</p><p>　　并且介紹了SG3525的功能及產(chǎn)生SPWM波的方法，對(duì)逆變器的控制及保護(hù)電路作了詳細(xì)的介紹。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。在設(shè)計(jì)中通過保護(hù)電路保護(hù)好單片機(jī)和電路的正常工作。</p><p><b>　　致謝</b></p><p>　　

100、感謝尊敬的xx老師在畢業(yè)設(shè)計(jì)中對(duì)我給予悉心指導(dǎo)，在我畢業(yè)設(shè)計(jì)寫作期間，老師給我提供很多專業(yè)知識(shí)上的指導(dǎo)，沒有老師這樣的幫助，我是不會(huì)這樣順利的完成畢業(yè)設(shè)計(jì)的，借此機(jī)會(huì)，我向老師表示感謝。還要感謝和我一起做畢業(yè)設(shè)計(jì)的同學(xué)。在做畢業(yè)設(shè)計(jì)的時(shí)間里，我們互相學(xué)習(xí)互幫互助，他們給我提出了很多寶貴的意見，給了我不少的幫助和支持，在此也真誠的感謝你們。正是在這樣的一個(gè)團(tuán)結(jié)友愛，相互促進(jìn)的環(huán)境中，在和你們幫助和啟發(fā)中，才有我今天小小的收獲。</p

101、><p>　　通過這一個(gè)學(xué)期的畢業(yè)設(shè)計(jì)，從開始任務(wù)到圖書館查找資料，到設(shè)計(jì)電路圖，我學(xué)到了課堂上學(xué)習(xí)不到的知識(shí)。上課時(shí)總覺得所學(xué)的知識(shí)太抽象，沒什么用途，現(xiàn)在終于認(rèn)識(shí)到了它的重要性。平時(shí)上課老師講的內(nèi)容感覺都聽明白了,但真正到了用的時(shí)候卻不怎么會(huì)用了,經(jīng)過這次畢業(yè)設(shè)計(jì)才知道,要真正學(xué)好一門課程,并不是把每一章的內(nèi)容搞懂就行了,學(xué)習(xí)是一個(gè)循序漸進(jìn)的過程，需要前后關(guān)聯(lián)，上下總結(jié)。</p><p>

102、　　最后感謝xx老師感謝大家給予的幫助！</p><p><b>　　四、 參考文獻(xiàn)</b></p><p>　　1、王兆安 黃俊 電力電子技術(shù)（西安交通大學(xué)）</p><p>　　2、《現(xiàn)代逆變技術(shù)及其應(yīng)用》 科學(xué)出版社</p><p>　　3、《電力電子設(shè)