电装课设—KVA单相逆变器—武汉理工大学.docVIP

摘要 电力电子装置（power electronic equipment）由各类电力电子电路组成的装置。用于大功率电能的变换和控制。又称变流装置。它包括整流器、逆变器、直流变流器、交流变流器、各类电源和开关、电机调速装置、直流输电装置、感应加热装置、无功补偿装置、电镀电解装置、家用电器变流装置等。 逆变器是一种DC to AC的变压器，它其实与转化器是一种电压逆变的过程。转换器是将电网的交流电压转变为稳定的12V直流输出，而逆变器是将Adapter输出的12V直流电压转变为高频的高压交流电；两个部分同样都采用了目前用得比较多的脉宽调制（PWM）技术。其核心部分都是一个PWM集成控制器，Adapter用的是UC3842，逆变器则采用TL5001芯片。TL5001的工作电压范围3.6～40V，其内部设有一个误差放大器，一个调节器、振荡器、有死区控制的PWM发生器、低压保护回路及短路保护回路等。 Altium Designer 是原Protel软件开发商Altium公司推出的一体化的电子产品开发系统，主要运行在Windows XP操作系统。这套软件通过把原理图设计、电路仿真、PCB绘制编辑、拓扑逻辑自动布线、信号完整性分析和设计输出等技术的完美融合，为设计者提供了全新的设计解决方案，使设计者可以轻松进行设计，熟练使用这一软件必将使电路设计的质量和效率大大提高。 关键词：逆变器 Altium Designer 电力电子器件 目录 1 逆变器设计原理概述 1 2 设计方案介绍与原理框图 2 2.1设计要求 2 2.2电压型逆变器 2 2.3触发电路 2 2.4保护电路 3 2.5系统原理框图 3 3.各电路模块设计 4 3.1 逆变电路的主电路设计 4 3.2驱动电路设计 5 3.3保护电路设计 9 3.4 设计电路总图 11 4 参数计算 12 4.1 开关管和二级管的选择 12 4.2并联电容的选取 13 4.3 LC滤波器的设计 13 4.4 开关管驱动信号的形成 13 5 总结 14 参考文献 15 0.8KVA单相逆变器设计 1 逆变器设计原理概述 逆变器（inverter，又称变流器、反流器，或称反用换流器、电压转换器）是一个利用高频电桥电路将直流电变换成交流电的电子器件，其目的与整流器相反。根据逆变器的电路形式与输出的交流信号，可分为半桥逆变器、全桥逆变器和三相桥式逆变器。半桥逆变器由两个开关串联组成，输出端位于两个开关的中点，由上下两个开关的开通、关断来决定输出的电压。半桥逆变器配合两个分压电容，可以输出双端之间的高频交流电。开关旁一般需要并联续流二极管，以便在感性负载时起到续流作用。半桥逆变器配合正负双电压源，可以输出双端的完全交流、含有直流分量的交流以及完全直流信号。全桥逆变器由各含两个开关的两个桥臂连接成正方形组成，输出端的两端分别位于两组开关的中点，相当于取两个半桥的电压差，因此可以得到正负双向的交流输出。全桥逆变器可以不依赖外加器件，仅仅使用单电压源输出双端的完全交流、含有直流分量的交流以及完全直流信号。三相桥式逆变器类似于全桥逆变器，但它有三个桥臂，输出端的三端分别位于三组开关的中点，取两两之间的电压差就可以得到三相电所需的三个相电压。根据三组共六个开关的开通顺序，三相桥式逆变器可以得到一组幅值相等、频率相等的三相电信号。2 设计方案介绍与原理框图 2.1设计要求 输入直流电压：24V。设计容量为0.8KVA的逆变器，要求达到：输出单相220V交流电，完成总体系统设计，完成总电路和电力电子器件电压和电流定额计算。 2.2电压型逆变器 直流侧为电压源，或并联有大电容，相当于电压源。直流侧电压基本无脉动，直流回路呈现低阻抗。由于直流电压源的钳位作用，交流侧输出电压波形为矩形波，并且与负载阻抗角无关，而交流侧输出电流波形和相位应为负载阻抗的情况不同而不同。当交流侧为阻感负载时需要提供无功功率，直流侧电容起缓冲无功能量的作用。为了给交流侧反馈的无功能量提供通道，逆变桥各臂都并联了反馈二极管，又称为续流二极管。 2.3触发电路 脉宽调制式逆变触发电路?它不但能控制逆变器的输出频率，而且能控制输出电压和改善输出电压的波形。在调制信号发生器的作用下，脉冲分配器在每个周期产生宽度可变的脉冲或脉冲列。脉冲输出器根据这些脉冲的宽度控制逆变器各功率开关的通断。调节这些脉冲的宽度，即可以调节逆变器的输出电压。在一个周期中，将脉冲列中各脉冲的宽度按正弦波规律调制，可以改善逆变器输出电压的波形。正弦波脉宽调制的逆变触发电路比较复杂。美国莫拉特公司1980年前后研制成功专门用作产生正弦脉宽调制信号的大规模集成电路HEF4752V。它将正弦脉宽调制触发器的主要功能(不包括脉冲输出器)集成在一块18平方毫米的