畢業(yè)設(shè)計(jì)--- 小率單相逆變電源的設(shè)計(jì)制作

1、<p><b>　　畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）</b></p><p>　?。?012屆畢業(yè)生）</p><p>　　題 目 小率單相逆變電源的設(shè)計(jì)制作 </p><p>　　指導(dǎo)教師 </p><p>　　系 部 電子與新能源工程

2、技術(shù)系 </p><p>　　專 業(yè) 應(yīng)用電子技術(shù) </p><p>　　班 級(jí) 09級(jí)應(yīng)用電子技術(shù) </p><p>　　學(xué) 號(hào) </p><p>　　姓 名

3、 </p><p>　　2011年 9月 19 日至 2011年 11月 18日共 9 周 </p><p><b>　　摘要</b></p><p>　　該設(shè)計(jì)主要應(yīng)用電力電子電路技術(shù)和開關(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KA7500B的固定頻率脈沖寬度調(diào)制電路及場(chǎng)

4、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。</p><p>　

5、　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</p><p>　　逆變器就是一種將低壓（12或24伏或48伏）直流電轉(zhuǎn)變?yōu)?20伏交流電的電子設(shè)備。因?yàn)槲覀兺ǔＪ菍?20伏交流電整流變成直流電來使用，而逆變器的作用與此相反，因此而得名。我們處在一個(gè)“移動(dòng)”的時(shí)代，移動(dòng)辦公，移動(dòng)通訊，移動(dòng)休閑和娛樂。在移動(dòng)的狀態(tài)中，人們不但需要由電池或電瓶供給的低壓直流電，同時(shí)更需要我們?cè)谌粘－h(huán)境中不可或缺的220伏

6、交流電，逆變器就可以滿足我們的這種需求</p><p><b>　　Abstract</b></p><p>　　The main application of power electronic circuit design technology and switching power supply circuit technology knowledge. Invo

7、lves analog integrated circuits, power supply integrated circuits, DC circuit, the switching regulator circuit theory, make full use of the chip KA7500B fixed frequency pulse width modulation circuit and FET (N-channel e

8、nhancement mode MOSFET) switching speed, no second breakdown, thermal stability, good benefits and the modular design</p><p>　　of the circuit. The inverter main components: DC / DC circuit, input</p>

9、<p>　　overvoltageprotection circuit, output over-voltage protection circuit, overheat protection circuit, DC / AC conversion circuit, oscillation circuit, full-bridge circuit. In the work of continuous output power

10、of 150W, with a normal light work, output overvoltage protection, input over-voltage protection and thermal overload protection. The power of the relatively low manufacturing cost, practical, and a variety of portable el

11、ectronic devices can be used as a common power supply.</p><p>　　Keywords: thermal protection; over-voltage protection; integrated circuits; oscillation frequency; pulse width modulation</p><p>&

12、lt;b>　　目錄</b></p><p><b>　　第一章</b></p><p><b>　　1.1概述1</b></p><p>　　1.1.1該逆變電源的基本構(gòu)成和原理1</p><p>　　1.1.2逆變電源的技術(shù)性能指標(biāo)及主要特點(diǎn)3</p><

13、;p>　　1.2逆變電源的主要元器件及其特性3</p><p>　　1.2.1 KA7500B電流模式PWM控制器3</p><p>　　1.2.2場(chǎng)效應(yīng)管6</p><p>　　1.2.3三極管7</p><p>　　1.2.4 LM324N功能及特點(diǎn)</p><p><b>　　第二章<

14、;/b></p><p>　　2.1各部分支路電路設(shè)計(jì)及其參數(shù)計(jì)算7</p><p>　　2.1.1 DC/DC變換電路（附工作指示燈）7</p><p>　　2.1.2輸入過壓保護(hù)電路9</p><p>　　2.1.3輸出過壓保護(hù)電路10</p><p>　　2.1.4 DC/AC變換電路11<

15、/p><p><b>　　第三章</b></p><p>　　3.1.1 KA7500B芯片?外圍電路12</p><p>　　3.1.2 KA7500B芯片??外圍電路13</p><p>　　3.1.2該逆變電源的整機(jī)電路原理圖(附錄A)14</p><p>　　3.1.3該電路的元件參數(shù)表

16、(附錄B)14</p><p><b>　　3調(diào)試15</b></p><p>　　附錄A整機(jī)原理圖16</p><p><b>　　參考文獻(xiàn)20</b></p><p><b>　　致謝21</b></p><p><b>　　第一

17、章</b></p><p>　　1.1概述 </p><p>　　1.1.1該逆變電源的基本構(gòu)成和原理</p><p><b>　　（1）基本構(gòu)成</b></p><p>　　該設(shè)計(jì)電路的方框圖如圖1

18、。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。</p><p>　　圖1 整機(jī)原理方

19、框圖</p><p>　　逆變電路I原理如圖2所示。此電路的主要功能是將12V直流電轉(zhuǎn)換為220V/50KHz的交流電。</p><p>　　圖2 逆變I電路原理方框圖</p><p>　　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。</p><

20、p>　　圖3 逆變II電路原理方框圖</p><p><b>　?。?）電路工作原理</b></p><p>　　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)電路構(gòu)成整個(gè)電路的保護(hù)電路。一旦輸

21、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KA7500B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KA7500B芯片產(chǎn)生50Hz的脈沖波，全橋電路以50Hz的頻

22、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/50Hz的交流電。在該電路中都是利用KA7500B的輸出端作為逆變電路工作狀態(tài)的控制端。</p><p>　　1.1.2逆變電源的技術(shù)性能指標(biāo)及主要特點(diǎn)</p><p>　?。?）輸入：12V直流（汽車蓄電池）。</p><p>　　（2）輸出：220V交流（非正弦波）。</p>

23、<p>　?。?）輸出功率：大于100W。</p><p>　?。?）具有輸入過壓保護(hù)和輸出過壓保護(hù)。</p><p>　?。?）有過熱保護(hù)功能。</p><p>　?。?）可作為多種電器的通用電源。</p><p>　　（7）含有工作正常指示燈。</p><p>　　1.2逆變電源的主要元器件及其特性<

24、;/p><p>　　1.2.1 KA7500B電流模式PWM控制器</p><p>　　KA7500B是一塊開關(guān)式脈沖寬度調(diào)控電路， 主要用于開關(guān)式電源控制。 采用 DIP16/SOP16封裝形式。</p><p>　　KA7500B是一塊脈沖寬度調(diào)制方式的開關(guān)穩(wěn)壓控制器電路，由基準(zhǔn)電壓震蕩器誤差放大器比較器FF（觸發(fā)器）輸出控制電路輸出晶體管和空載時(shí)間等電路構(gòu)成輸出晶

25、體管，能夠用輸出控制電路選擇推挽工作或單端放大工作。</p><p><b>　?。?）主要特征</b></p><p>　　KA7500輸出電流：I 0=200mA</p><p>　　工作頻率：f=1~300kHz</p><p>　　內(nèi)置兩個(gè)相同類型的誤差放大器</p><p><b&

26、gt;　　內(nèi)置5V基準(zhǔn)電壓</b></p><p><b>　　可選擇輸出方式 </b></p><p>　?。?）脈寬調(diào)制集成電路KA7500B各引腳功能及實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)參見表1。</p><p>　　表1：脈寬調(diào)制集成電路KA7500B各引腳功能及實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)</p><p><b>　?。?）工作原理&

27、lt;/b></p><p>　　KA7500控制2個(gè)功率開關(guān)管輪流開、閉，并通過高頻變壓器將能量傳送到次級(jí)，然后通過高頻整流二極管還原成直流低電壓，經(jīng)過濾波后提供+12V、+5V、-5V、-12V電壓。通過1腳的取樣電路我們可以調(diào)節(jié)整個(gè)輸出部分的電壓大小。整個(gè)回路選用元件比較普通，但安排的很整齊，沒有東倒西歪的元件，結(jié)構(gòu)規(guī)范。高頻變壓器比正常的略大一些，電阻全部采用4環(huán)1/8W電阻，全部臥式焊接，最后用高

28、溫膠固定較大的部件。</p><p>　　圖4 KA7500B內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖</p><p>　　·輸入電源電壓為7~40V，可用穩(wěn)壓電源作為輸入電源，從而使輔助電源簡(jiǎn)化。KA7500B</p><p>　　末級(jí)的兩只三極管在7~40V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)

29、。</p><p>　　·內(nèi)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。</p><p>　　·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。</p><p>　　·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，</p><p>　　即需控制方波

30、的占空比。通過對(duì)KA7500B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。</p><p>　　·可以選擇單端、并聯(lián)及交替三種輸出方式。</p><p>　　KA7500B的1腳及2腳為誤差放大器的輸入端。由KA7500B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

31、抑制振蕩，4腳為死區(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。</p><p>　　KA7500B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：</p>

32、<p><b>　　(1)</b></p><p>　　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。</p><p>　　控制信號(hào)由集成電路外部輸入，其中

33、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0~3.3V之間）時(shí)，即能在輸出脈沖上產(chǎn)生附加的死區(qū)時(shí)間。</p><p>　　PWM比較器為誤差放大器調(diào)節(jié)輸出脈沖寬度提供了一個(gè)手段：當(dāng)反饋電壓從0.5V變?yōu)?/p>

34、3.5V時(shí)，輸出的脈沖寬度由被死區(qū)確定的最大導(dǎo)通百分比時(shí)間下降到零。兩個(gè)誤差放大器具有從-0.3V到Ucc-2.0V的共模輸入范圍，這可從電源的輸出電壓和電流中察覺到。誤差放大器的輸出端常處于高電平，它與PWM比較器反相輸入端進(jìn)行“或”運(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。</p><p>　　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)

35、，同時(shí)停止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。</p&

36、gt;<p>　　KA7500B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0℃~70℃溫度范圍和50 mV電壓的溫漂條件下，該基準(zhǔn)電壓產(chǎn)生電路能提供±5%的精度。</p><p><b>　　1.2.2場(chǎng)效應(yīng)管</b></p><p>　　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

37、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

38、N溝道增強(qiáng)型MOSFET。只有在正的漏極電源的作用下，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。</p><p>　　圖5 MOSFET代表符號(hào)圖</p><p><b>　　1.2.3三極管</b></p><p>　　本設(shè)計(jì)選用了兩種三極管，因?yàn)殡娐?/p>

39、中有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。</p><p>　　1.2.4 LM324N功能及特點(diǎn)</p><p>　　LM324是四運(yùn)算放大器。內(nèi)部包括有兩個(gè)獨(dú)立的、高增益、內(nèi)部頻率補(bǔ)償 的運(yùn)算放大器，適合于電源電

40、壓范圍很寬的單電源使用, 也適用于雙電源工作模式，在推薦的工作條件下，電流與電源電壓無關(guān)。它的使用范圍包括傳感放大器、直流增益模塊和其他所有可用單電源供電的使用運(yùn)算放大器的場(chǎng)合。</p><p>　　LM324N的內(nèi)部電路圖 </p><p>　　LM324N的管腳排列圖 </p><p><b>　　LM324N的特點(diǎn)</b></p&

41、gt;<p><b>　　★ 內(nèi)部頻率補(bǔ)償 </b></p><p>　　★ 直流電壓增益高(約100dB) </p><p>　　★ 單位增益頻帶寬(約1MHz) </p><p>　　★ 電源電壓范圍寬：?jiǎn)坞娫?3—32V)； </p><p>　　雙電源(±1.5

42、—±16V) </p><p>　　★ 低功耗電流，適合于電池供電 </p><p><b>　　★ 低輸入偏流 </b></p><p>　　★ 低輸入失調(diào)電壓和失調(diào)電流 </p><p>　　★ 共模輸入電壓范圍寬，包括接地 </p><p>　　★ 差模輸入電壓

43、范圍寬，等于電源電壓范圍 </p><p>　　★ 輸出電壓擺幅大(0至VCC-1.5V)</p><p><b>　　第二章</b></p><p>　　2.1各部分支路電路設(shè)計(jì)及其參數(shù)計(jì)算</p><p>　　2.1.1 DC/DC變換電路（附工作指示燈）</p><p>　　由DC/AC和整

44、流濾波電路組成[5]。電路結(jié)構(gòu)如圖6，VT1和VT2的基極分別接KA7500B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)?20V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)制選擇初級(jí)匝數(shù)為10×2，次級(jí)匝數(shù)為190。即滿足變壓器匝

45、數(shù)比約為0.05。電路正常時(shí)， KA7500B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)?/p>

46、柵極無正偏壓而截止，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</p><p><b>　　(2)</b></p><p>　　當(dāng)f=50KHz時(shí)，，R=116時(shí)，R為后繼負(fù)載電阻，則F。根據(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。</p><p>　　圖6 直流

47、變換電路圖</p><p>　　2.1.2輸入過壓保護(hù)電路</p><p>　　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KA7500B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)

48、載保護(hù)。VD1、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)，KA7500B芯片I的同相輸入端由低電平翻轉(zhuǎn)為高電平，導(dǎo)致KA7500B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KA7500B芯片內(nèi)部的PWM比較器、或門、或非門的輸出均發(fā)生

49、翻轉(zhuǎn)，KA7500B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)，直流變換電路停止工作。同時(shí)KA7500B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</p><p>　　圖7 輸入過壓電路保護(hù)圖</p><p>　　2.1.3輸出過壓保護(hù)電路</p><p>　　電路

50、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KA7500B芯片II的4腳對(duì)地的電壓升高，啟動(dòng)KA7500B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，KA7500B芯片II的輸出腳電壓最大為12V，R1為限流電阻可取值為100，R2為保護(hù)電阻可取

51、為16，根據(jù)電路分壓知識(shí)[8]，則R2上的電壓為：</p><p>　　V (3) 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。</p><p>　　圖8 輸出過壓電路保護(hù)圖</p><p>　　2.1.4DC/AC變換電路</p><p>　　電路結(jié)構(gòu)如圖9，該

52、變換電路為全橋橋式電路[6]。其中KA7500B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KA7500B芯片II的一個(gè)內(nèi)置三極管設(shè)為VT00，另一個(gè)

53、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

54、出。因?yàn)榇藭r(shí)KA7500B芯片II的另一個(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2</p><p>　　圖9 DC/AC轉(zhuǎn)換電路圖</p><p><b>　　圖10 簡(jiǎn)化圖</b></p><p><b>　　第三章</b></p><p>　　3.1.1 KA7500B芯片?

55、外圍電路</p><p>　　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KA7500B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：</p><p><b>　　(4)<

56、;/b></p><p>　　這里為正溫度系數(shù)熱敏電阻，常溫阻值可在150~300范圍內(nèi)任選，適當(dāng)選大寫可提高過熱保護(hù)電路啟動(dòng)的靈敏度。這里取200。R1取36，R2取39，則15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。其中取為50KHz，C2取4700，則R3取4.3。</p><p>　

57、　圖11 KA7500B芯片I外圍電路</p><p>　　3.1.2 KA7500B芯片??外圍電路</p><p>　　電路結(jié)構(gòu)如圖12，同樣15腳為芯片KA7500B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

58、。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：當(dāng)取為220時(shí)， ，可取為0.1。C1和R2是芯片的振蕩元件，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)電路啟動(dòng)后，使電容C2對(duì)R3放電，使4腳保持為低電平，使KA7500B芯片II的電路維持一端時(shí)間，直到C2

59、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。</p><p>　　圖12 KA7500B芯片II外圍電路</p><p>　　3.1.3該逆變電源的整機(jī)電路原理圖(附錄A)</p><p>　　3.1.4該電路的元件參數(shù)表(附錄B)</p><p><b>　　3調(diào)試</b></p>

60、<p>　　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[10]示意圖見附錄C。</p><

61、p><b>　　附錄A整機(jī)原理圖</b></p><p><b>　　附錄B元件參數(shù)表</b></p><p><b>　　表2 元件參數(shù)表</b></p><p><b>　　續(xù)表2</b></p><p><b>　　參考文獻(xiàn)</

62、b></p><p>　　[1]開關(guān)電源控制電路． </p><p><b>　　[2]電力電子電路</b></p><p><b>　　[3]．</b></p><p><b>　　[4]．</b></p><p><b>　　[5]．

63、</b></p><p><b>　　[6]．</b></p><p><b>　　[7]．</b></p><p><b>　　[8]．</b></p><p><b>　　[9] </b></p><p><b