基于tl494逆變電源設(shè)計(論文)-wenkub.com

　 　

【正文】 線路阻抗穩(wěn)定網(wǎng)絡(luò)被用來測量和計算電磁干擾影響的程度 [6]。在開發(fā)產(chǎn)品前，建模和仿真是分析電磁兼容性最有效的工具。 關(guān)鍵字 ：傳導(dǎo)， 電磁兼容性 ， 電磁干擾 ， 線路阻抗穩(wěn)定網(wǎng)絡(luò) ，開關(guān)電源 一 .前言 在電力電子領(lǐng)域中，快速半導(dǎo)體的出現(xiàn)使高速度，高頻率的開關(guān)切換成為了可能 [ 1]。電力電子系統(tǒng)生產(chǎn)商一定要重視 電子設(shè)備的 電磁兼容性。 Sons, 2021. [2] P. Moy, ―EMC Related Issues for Power Electronics‖, IEEE, Automotive Power Electronics, 1989, 2829 Aug. 1989 pp. 46 – 53. [3] M. J. Nave, ―Prediction of Conducted Interference in Switched Mode Power Supplies‖, Session 3B, IEEE International Symp. on EMC, 1986. [4] Henderson, R. D. and Rose, P. J., ―Harmonics and their Effects on Power Quality and Transformers‖, IEEE Trans. On Ind. App., 1994, pp. 528532. [5] I. Kasikci, ―A New Method for Power Factor Correction and Harmonic Elimination in Power System‖, Proceedings of IEEE Ninth International Conference on Harmonics and Quality of Power, Volume 3, pp. 810 – 815, Oct. 2021. [6] M. J. 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Nave,‖ The Effect of Duty Cycle on SMPS Common Mode Emission: theory and experiment‖, IEEE National Symposium on Electromagic Compatibility, Page(s): 211216, 2325 May 1989. 39 基于壓降型 PWM 開關(guān)電源的建模、仿真和減少傳導(dǎo)性電磁干擾 摘要： 電子設(shè)備 之 中 雜亂 的輻射或 者 能量叫做電磁干擾 (EMI)。 還要感謝大學(xué)教導(dǎo)過的的所有老師，感謝他們對我的辛勤教育，讓我在這四年里如沐春風(fēng)。因此具有相當(dāng)強(qiáng)的通用性。 該逆變電源在工作時的持續(xù)輸出功率為 150W，并且具有輸出過壓保護(hù)、輸入過壓保護(hù)以及過熱保護(hù)等功能 。若在接通電源后要等 10S 左右指示燈還沒有點亮，說明逆變電路有問題或者 LED 燈極性安裝反了。電容 C2 取值為 47μF ，電阻 R3 取值為 10KΩ ，當(dāng)輸入過壓保護(hù)電路啟動后，使電容 C2 對 R3 放電，使 4 腳保持為低電平，使 TL494 芯片 II 的電路維持一端時間，直到 C2 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。 5 腳和 6 腳為振蕩器的定時電容和定時電阻接入端。其中 Fosc 取為 50KHz， C2 取 4700pF ，則 R3 取 。 R1 取 36KΩ ，R 取 39 KΩ ，則 15 腳電壓為 。因為芯片內(nèi)置 5V 基準(zhǔn)電壓源，負(fù)載能力為 10mA。 C C2 和 C3 均為平滑輸出的 17 吸收電容。由于 TL494 芯片為脈沖調(diào)制器，其產(chǎn)生的波形為脈沖波而不是正弦波。但此時下半部分的電路有 220V 電壓輸出。當(dāng) VT 00 截止時，即 VT 01 導(dǎo)通時： VT1 基級有 12V 正偏壓，集電極有 12V 反向電壓，從而導(dǎo)通。這里將其簡化如圖 35。其中 TL494 芯片的 8 腳和 11 腳為內(nèi)置的兩個三極管的集電級，且兩個內(nèi)置三極管是交替導(dǎo)通的，變替導(dǎo)通的頻率為 50Hz。 VD C R2 組成了保護(hù)狀態(tài)維持電路， R R4 為保護(hù)電阻，用 以 增 大 輸 出 阻 抗 ?？紤]到汽車行駛過程中電瓶電壓的正常值變化幅度大小，通常將穩(wěn)壓管的穩(wěn)壓值選為 15V 或者 16V 較為合適。此時將導(dǎo)致直流變換電路的場效應(yīng)管處于截止?fàn)顟B(tài)，直流變換電路停止工作。輸出端口接 TL494 芯片 I 的同相輸入端（第 1 腳），通過該芯片的誤差比較器對其輸出進(jìn)行控制 [ 6]，當(dāng)輸入過大電壓時，停止逆變電路工作從而使電路得到保護(hù)。在橋式整流電路中，電容 C2 濾去了電路中的交流成分，由模擬電路 直流穩(wěn)壓電源的電容濾波電路 [ 2]知： 14 Td=RC≧ (3~ 5)T/2 (31) 當(dāng) f=50KHz 時， 150T KHz=， R=116 KΩ 時， R 為后繼負(fù)載電阻，則 C≥ 1010F。濾波電容 C1 可取為2200 μF 。且交替導(dǎo)通時其峰值電壓為 12V，即產(chǎn)生了 12V/50KHz 的交流電。電路正常時， TL494 的兩個內(nèi)置晶體管交替 道統(tǒng) ，導(dǎo)致圖中晶體管 VT VT2 的基極也因此而交替導(dǎo)通， VT3 和 VT4 交替導(dǎo)通。此脈沖電壓經(jīng)過整流濾波電路變成 220V 高 壓直流電壓。此設(shè)計電路中運用三極管導(dǎo)通截止 開關(guān)特性。即當(dāng) 0Vgs 時 MOS 管才導(dǎo)通。 MOSFET 開關(guān)較快而無存儲時間，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)動功率小，降低了電路的復(fù)雜性。它分為結(jié)型和絕緣柵型兩種不同的結(jié)構(gòu) 場效應(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理想器件。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 177。輸出變壓器為一個反饋繞組及二極管提供反饋電壓。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。在死區(qū)時間控制端上接固定電壓（在 之間）時，即能在輸出脈沖上產(chǎn)生附加的死區(qū)時間。當(dāng)控制 信號增大時，輸出脈沖的寬度將減小。 5 腳及 6 腳接振蕩器的接地電容、電阻。由 TL494 芯片構(gòu)成電壓 10 反饋電路時， 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)。 4. 在高頻開關(guān)電源中，輸出方波必須對稱，在其他一些應(yīng)用中又需要方波人為不對稱，即需控制方波的占空比。 TL494 末級的兩只三極管在 7~40V 范圍工作時，最大輸出電流可達(dá) 250mA。 8 2. 引腳設(shè)置及其功能 TL494 的內(nèi)部電路由基準(zhǔn)電壓產(chǎn)生電路、振蕩器、死區(qū)時間比較器、誤差放大器（兩個）、 PWM 比較器以及輸出電路等組成，各引腳功能見表21。 TL494 內(nèi)置 5V 參考基準(zhǔn)電壓源。TL494 有 SO16 和 PDIP16 兩種封裝形式，以適應(yīng)不同場合的要求。 5. 有過熱保護(hù)功能。 逆變電源的技術(shù) 性能指標(biāo)及主要特點 1. 輸入： 12V 直流（汽車蓄電池）。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。 圖 25 逆變 II 電路原理方框圖 2. 電路工作原理 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。此電路的主要功能是將 12V 直流電轉(zhuǎn)換為 220V/50KHz 的交流電。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。在 t1 時刻斷開 S S4，同時合上 S S3，則 u0 的極性立刻變?yōu)樨?fù)，但是，因為負(fù)載中有電感，其電流方向不能立刻改變而仍維持原方向，這時負(fù)載電流從直流電源負(fù)極流出，經(jīng) S負(fù)載和 S3 流回正極，負(fù)載電感中儲存的能量向直 流電源反饋，負(fù)載電流逐漸減小，到 t2 時刻降為零，之后 i0 才反向并逐漸增大。當(dāng)開關(guān) S S4 閉合， S S3 斷開時，負(fù)載電壓 u0 為正；帶開關(guān) S S4 斷開，S S3 閉合時 u0 為負(fù)，其波形如圖 22 所示，這樣就把直流點變成交流電，改變兩組開關(guān)的切換頻率，即可改變輸出交流電的頻率。 本逆變電源可將電瓶的 12V 直流電轉(zhuǎn)換為 220V/50Hz 的交流電，供數(shù)碼相機(jī)、CD 機(jī)、 MD 唱機(jī)、 筆記本電腦、小型錄像機(jī)、電動剃須刀、手機(jī)等便攜式產(chǎn)品使用。 該逆變電源在工作時的持續(xù)輸出功率為 150W，并且具有輸出過壓保護(hù)、輸入過壓保護(hù)以及過熱保護(hù)等功能。 目前逆變電源應(yīng)用廣泛， 但是電路復(fù)雜 ，價格比較昂貴，為此設(shè)計一款逆變電源。但隨著控制技術(shù)和元器件技術(shù)的不斷發(fā)展，開關(guān)電源的各方面的性能都在不斷提高，容量也在不斷擴(kuò)大。 開關(guān)電源的核心為電力電子開關(guān)電路，根據(jù)負(fù)載對電源提出的輸出穩(wěn)壓或穩(wěn)流特性的要求，利用反饋控制電路，采用占空比控制方法，對開關(guān)電路進(jìn)行控制。該電源的制造成本較為低廉，實用性強(qiáng)， 可作為多種便攜式電器通用的電源。 I 基于 TL494 逆變電源設(shè)計 摘 要 本設(shè)計主要應(yīng)用開關(guān)電源電路技術(shù)有關(guān)知識，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，充分運用芯片 TL494的固定頻率脈沖寬度調(diào)制電路及場效應(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)點而組合設(shè)計的電路。 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 II Inverter Power supply Design Based on TL494 ABSTRACT The design applying the switching power source circuit technology in connected. Relating with knowledge about what imitate integrated circuit、power source integrated circuit、 power amplification integrated circuit and switching regulated voltage circuit on principle. Sufficient apply chip TL494 fixedfrequency pulse width modulation circuit and field effect transistor (N channel strengthen MOSFET) whose switch speed quick, nothing secondary Break down and hot stability good merit to design circuit. Owe the inverter main part ingredient by DC/DC circuit、 importing the overvoltage crowbar circuit 、 exporting an overvoltage crowbar protect a circuit 、 overheat protective circuit、 DC/AC shifts circuit、 oscillating circuit and entire bridge circuit. Continuing for during the period of the job exports power functions such as being 150 W, having the regular guiding lights working, e xporting an overvoltage crowbar, importing the overvolta