ezszqu逆_变电源毕业设计

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1、 !_ 一个人总要走陌生的路，看陌生的风景，听陌生的歌，然后在某个不经意的瞬间， 你会发现，原本费尽心机想要忘记的事情真的就这么忘记了. 目录 1 引言 .1 2 设计说明书 .2 2.1 概述 .2 2.1.1 该逆变电源的基本构成和原理 .2 2.1.2 逆变电源的技术性能指标及主要特点 .4 2.2 逆变电源的主要元器件及其特性 .4 2.2.1 TL494 电流模式 PWM 控制器.4 2.2.2 场效应管 .7 2.2.3 三极管 .8 2.3 各部分支路电路设计及其参数计算 .8 2.3.1 DC/DC 变换电路（附工作指示灯）.8 2.3.2 输入过压保护电路 .10 2.3.3

2、 输出过压保护电路 .11 2.3.4 DC/AC 变换电路.12 2.3.5 TL494 芯片 外围电路.13 2.3.6 TL494 芯片 外围电路.14 2.3.7 该逆变电源的整机电路原理图(附录 A).15 2.3.8 该电路的元件参数表(附录 B).15 3 调试 .16 附录 A 整机原理图.17 附录 B 元件参数表.18 附录 C 整机 PCB 板(两面).20 参考文献 .21 致谢 .22 摘要 该设计主要应用开关电源电路技术有关知识。涉及模拟集成电路、电源集成电路、直 流稳压电路、开关稳压电路等原理，充分运用芯片 TL494 的固定频率脉冲宽度调制电路 及场效应管（N

3、沟道增强型 MOSFET）的开关速度快、无二次击穿、热稳定性好的优点而 组合设计的电路。该逆变电源的主要组成部分为：DC/DC 电路、输入过压保护电路、输出 过压保护电路、过热保护电路、DC/AC 变换电路、振荡电路、全桥电路。在工作时的持续 输出功率为 150W，具有工作正常指示灯、输出过压保护、输入过压保护以及过热保护等 功能。该电源的制造成本较为低廉，实用性强，可作为多种便携式电器通用的电源。 关关键词键词： ：过热保护；过压保护；集成电路；振荡频率；脉宽调制 Abstract The design applying the switching power source circuit

4、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 fixed-frequency pulse width modulation circuit and field eff

5、ect 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 over-voltage crowbar circuit、exporting an over-voltage crowbar protect a circuit、ov

6、erheat 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, exporting an over-voltage crowbar, importing the over-voltage crowbar and

7、overheat protective. The cost of manufacture being a power source of turn is comparatively cheap, the pragmatism is strong, and it has a function annex to the various portably type. Key words: over heat protective; over-voltage integrated circuit (IC); oscillating frequency; pulse width modulation (

8、PWM). 1 引言 目前逆变电源应用广泛，但是电路复杂，价格比较昂贵，为此设计一款逆变电源。 该电源主要应用开关电源电路技术的有关知识，涉及模拟集成电路、电源集成电路、直 流稳压电路、开关稳压电路等原理，充分运用芯片 TL494 的固定频率脉冲宽度调制电路 1和场效应管2（N 沟道增强型 MOSFET）的开关速度快、无二次击穿、热稳定性好的 优点与三极管一起构成的组合设计电路。 该逆变电源可将电瓶的 12V 直流电转换为 220V/50Hz 的交流电，供数码相机、CD 机、MD 唱机、笔记本电脑、小型录像机、电动剃须刀、手机等便携式产品使用。因此 具有相当强的通用性。 该逆变电源在工作时的持

9、续输出功率为 150W，并且具有输出过压保护、输入过压 保护以及过热保护等功能。该电源的制造成本较为低廉，千台以上数量的批产成本仅在 40 元/台左右，并且当印制板的尺寸不受限制时，可以将输出功率做到 200W 以上，因 此该逆变电源几乎可以替代目前市场上所售的各种逆变器或者逆变电源产品，其应用前 景十分广阔。 2 设计说明书 2.1 概述 2.1.1 该逆变电源的基本构成和原理 （1）基本构成 该设计电路的方框图如图 1。该电路由 12V 直流输入、输入过压保护电路、过热保 护电路、逆变电路 I、220V/50KHz 整流滤波、逆变电路 II、输出过压保护电路等组成。 逆变电路 I、逆变电路

10、 II 的框图分别见图 2、图 3。逆变电路又包括频率产生电路 （50KHz 和 50Hz PWM 脉冲宽度调制电路） 、直流变换电路(DC/DC)将 12V 直流转换成 220V 直流、交流变换电路(DC/AC)将 12V 直流变换为 220V 交流。 图图 1 整机原理方框图整机原理方框图 逆变电路 I 原理如图 2 所示。此电路的主要功能是将 12V 直流电转换为 220V/50KHz 的交流电。 图图 2 逆变逆变 I 电路原理方框图电路原理方框图 逆变电路 II 如图 3 所示。此电路的主要功能是将 220V 直流电转换为 220V/50Hz 的 交流电。全桥电路以 50Hz 的频率

11、交替导通，产生 50Hz 交流电。 图图 3 逆变逆变 II 电路原理方框图电路原理方框图 （2）电路工作原理 输入 12V 直流电源电压，经过逆变电路 I 得到 220V/50KHz 的交流电，此交流电再 经过整流滤波电路得到 220V 高压直流电，然后经过逆变 II 得到 220V/50Hz 交流电。其 中输入过压保护电路、输出过压保护电路、过热保护电路构成整个电路的保护电路。一 旦输入电压出现过大或者过小时，保护电路立即启动，然后停止逆变电路 I 的工作。过 热保护电路是当电路工作温度过高时，启动保护使逆变电路 I 停止工作。输出过压保护 电路与逆变电路 II 构成反馈回路，一旦电路输出

12、异常则停止逆变电路 II 的工作。在逆 变电路 I 中是用一块 TL494 芯片产生 50KHz 的脉冲频率，经过变压器推挽电路将 12V 直流转换成 220V/50KHz 的交流电。在逆变电路 II 中再用一块 TL494 芯片产生 50Hz 的 脉冲波，全桥电路以 50Hz 的频率交替导通，从而将 220V 直流和 50Hz 脉冲电路整合， 然后输出 220V/50Hz 的交流电。在该电路中都是利用 TL494 的输出端作为逆变电路工 作状态的控制端。 2.1.2 逆变电源的技术性能指标及主要特点 （1）输入：12V 直流（汽车蓄电池） 。 （2）输出：220V 交流（非正弦波） 。 （3

13、）输出功率：大于 100W。 （4）具有输入过压保护和输出过压保护。 （5）有过热保护功能。 （6）可作为多种电器的通用电源。 （7）含有工作正常指示灯。 2.2 逆变电源的主要元器件及其特性 2.2.1 TL494 电流模式 PWM 控制器 TL494 是一种固定频率脉冲宽度调制电路1，它包含了开关电源控制所需的全部功 能，广泛用于单端正激双管式、半桥式以及全桥式开关电源。TL494 有 SO16 和 PDIP16 两种封装形式，以适应不同场合的要求。 （1）主要特征 集成了全部的脉冲宽度调制电路。 TL494 内置线性锯齿波振荡器，外置振荡元件仅两个（一个电阻和一个电容） 。 TL494

14、内置误差放大器。 TL494 内置 5V 参考基准电压源。 可调整死区时间。 TL494 内置功率晶体管，可提供 500mA 的驱动能力。 有推或拉两种输出方式。 （2）引脚设置及其功能 TL494 的内部电路由基准电压产生电路、振荡器、死区时间比较器、误差放大器 （两个） 、PWM 比较器以及输出电路等组成，各引脚功能见表 1。 表表 1 TL494 引脚功能表引脚功能表 引脚号引脚号 引脚功能引脚功能 1、2 误差放大器 I 的同相和反相输入端 3 相位校正和增益控制端 4 间歇期调整，其上加 0-3.3V 电压时，可使截止时间从 2%线性变化到 100%；死区时间控制，输入直流电压为 0

15、-4V，控制 TL494 输出脉冲的占空 比为 0.45-0。在此基础上，占空比还受反馈信号控制，四脚还常用作软启动 控制端，使输出脉冲宽度由零逐渐达到设计值。 5、6 分别用于外接振荡电容 Ct 和振荡电阻 Rt，产生锯齿波电压并送至 PWM 比 较器，振荡频率，定时电阻取值在 1以上 1 Fosc CtRt K 7 接地端 8、9、10、11 分别为 TL494 内部两个末级输出三极管的集电极和发射极 12 电源供电端 13 输出控制端，当该端电压为零时，用于驱动单端电路。该端接地时为并联单 端 14 输出方式，接 14 脚时为推挽输出方式 15、16 5V 基准电压输出端，最大输出电流为

16、 10mA 误差放大器 II 的反相和同相输入端 （3）工作原理 TL494 是一个固定频率 PWM 控制电路，其内部结构如图 4 所示。TL494 适用于设 计所有的单端或双端开关电源电路，其主要性能如下： 图图 4 TL494 内部结构图内部结构图 输入电源电压为 740V，可用稳压电源作为输入电源，从而使辅助电源简化。TL494 末级的两只三极管在 740V 范围工作时，最大输出电流可达 250mA。因此，其带负 载能力较强，即可按推挽方式工作，也可将两路输出并联工作，小功率时可直接驱动。 内部有 5V 参考电压，使用方便，当参考电压短路时，有保护功能，控制很方便。 内部有一对误差放大器，可做反馈放大及保护功能，控制非常方便。 在高频开关电源中，输出方波必须对称，在其他一些应用中又需要方波人为不对称， 即需控制方波的占空比。通过对 TL494 的 4 脚控制，即可调节占空比，还可作输出软 启动保护用。 可以选择单端、并联及交替三种输出方式。 TL494 的 1 脚及 2 脚为误差放大器的输入端。由 TL494 芯片构成电压反馈电路时， 1、2 脚上通过电阻从内部 5V 基准电压上