毕业设计（论文）-车载逆变电流设计.doc

浙江机电职业技术学院电气电子工程学院毕业设计说明书车载逆变电源的设计摘 要以基于lm25037的车载逆变电源设计为背景，提出了一种电压模式推挽电路的设计方案可以有效抑制变压器偏磁。为了减小关断时因漏感引起的电压尖峰，加入rcd箝位电路，同时实现了开关管的零电压开通。最后，在功率为150w 的实验样机上验证了该方案的有效性和可行性。关键词：逆变电源；推挽电路design for automotive inverter power supply abstract lm25037-based car inverter power supply design as the background, a voltage-mode push-pull circuit design. can inhibit the transformer. in order to reduce the turn-off due to voltage spikes caused by leakage inductance, adding rcd clamp circuit, while achieving zero voltage switching tube opening. finally, in the power of 150w experimental prototype to validate the effectiveness and feasibility of the program.keywords: car power; protection circuit目 录摘 要1引 言4第一章 绪 论51.1 车载逆变器及其发展51.2 逆变概述和发展61.2.1 概述61.2.2 发展61.2.3 运用领域61.2.4 逆变电源常见问题71.2.5 逆变器71.3 逆变电源的发展趋势91.4 车载逆变器须要注意11第二章 车载逆变器设计的总体目标122.1 设计要求122.2 总体方案12第三章 逆变电路的设计133.1 系统基本原理133.2 电路设计143.2.1 主控芯片lm25037143.2.2 lm25037 引脚功能简述143.2.3 lm2503特点153.2.4 推挽电路设计163.2.5 逆变变压器设计183.2.6 rcd电路设计193.3 保护电路213.3.1 输出电流过载保护213.4 散热设计223.5 设计电路的调试实验223.5.1 调试方法223.5.2 实验结果24结 论25参考文献26致 谢27附 件一28附 件二29附 件三30附 件四31引 言目前的车载逆变器通常采用dcdc高频升压和dcac逆变两级结构其中dcdc高频升压部分主要采用电压模式控制的推挽电路。由于推挽电路中的变压器存在偏磁现象严重时会导致变压器磁芯单向饱和。致使初级绕组瞬时过流，损毁功率器件此时常用的电压控制模式推挽电路无法正常工作因此要采取相应的偏磁抑制措施以保证变压器可靠工作。通常采用峰值电流模式控制来抑制偏磁，但峰值电流控制容易出现低频振荡，闭环特性不理想，对噪声敏感，抗噪声性能差，对多路输出的交互性不好，同时在开机或负载变化时容易产生振荡。介绍了一种电压前馈控制模式的车载逆变电源，当变压器出现偏磁时，电流峰值超过设定值芯片的过流保护功能启动并封锁输出脉冲，过流保护后设定重启时间达到，过流保护被解除，芯片开始正常工作。如果合理设定重启时间可使直流母线电压维持在一定的范围内，同时在变压器中加入气隙可有效抑制变压器偏磁。为了减小系统体积利用变压器漏感作为输出滤波电感并设计了rcd缓冲电路，以减小关断时的电压尖峰，同时实现开关管的零电压开通。基于lm25037的车载逆变电源主要参数为：直流输入电压96162v；交流输出电压220v。 5020hz；输出功率150 w第一章 绪 论1.1 车载逆变器及其发展车载逆变器（电源转换器、power inverter）是一种能够将dc12v直流电转换为和市电相同的ac220v交流电，供一般电器使用，是一种方便的车用电源转换器。车载电源逆变器在国外市场受到普遍欢迎。在国外因汽车的普及率较高，外出工作或外出旅游即可用逆变器连接蓄电池带动电器及各种工具工作。 首先要选择专业的正规的工厂生产或经销代理的车载逆变器产品。 在国内有些用户为图方便将一些dc直流电器如：手机充电器、笔记本电脑等在车上不使用自身配的220v电源而配上简易转接器直接插到点烟器上，这样是不对的，汽车的电瓶电压不稳，直接取电可能会烧毁电器很不安全而且会大大影响电器使用寿命，因为原厂家供应的220v电源是厂家专为其电器设计的，有极好的稳定性。另外，在购买时要查看车载逆变器是否有各种保护功能，这样才能保证电瓶和外接电器的安全。还要注意车用逆变器的波形，方波的转换器会造成供电不稳定，可能损伤所使用的电器，所以最好选准正弦波或 纯正弦波形的最新型的车载逆变器。中国进入wto后，国内市场私人交通工具越来越多，因此，车载逆变器电源作为在移动中使用的直流变交流的转换器，会给你的生活带来很多的方便，是一种常备的车用汽车电子装具用品。通过点烟器输出的车载逆变器可以是20w、40w、80w、120w直到150w功率规格的。再大一些功率逆变电源要通过连接线接到电瓶上。把家用电器连接到电源转换器的输出端就能在汽车内使用各种电器象在家里使用一样方便。可使用的电器有：手机、笔记本电脑、数码摄像机、照像机、照明灯、电动剃须刀、cd机、游戏机、掌上电脑、 打印机、电动工具、车载冰箱及各种旅游、野营、医疗急救电器等。1.2 逆变概述和发展1.2.1 概述逆变技术是在电力电子技术中最重要，最核心的技术，它主要应用于各种逆变电源、变频电源、开关电源、ups电源、交流稳压电源、电力系统的无功补偿、电力有源滤波器、变频调整器、电动汽车、电气火车、燃料电池静置式发电站等。“逆变”是逆变与“整流”交流电转换为直流电的方法就是整流；而直流电转换为交流电的方法是逆变。全波整流电路就是利用二极管单向导通的特性，用4个二级管连成一个桥式整流电路，使输入端e2是交流电流，其波形是正弦波，电流方向是交变的，而输出端波形电流变为同一个方向，再经过滤波电路将波形滤掉之后可得到直流电1.2.2 发展在国内，并网逆变器的研究主要集中在基于最大功率追踪及逆变部分相分离的两级能量变换结构，同时能够推向市场的逆变器并不多见，图1-1就是一种车载逆变器的实物。换言之，在我国，光伏并网系统并未真正意义上实现商业化，所以目前所建立的并网系统均为示范工程。最后，我国使用的并网逆变器主要还是通过进口和合作研究，这个趋势有待我们去改善。图1-1 车载逆变器1.2.3 运用领域1.消费类电子：船用便携式音响、彩电、功放、高保真4声道均衡器2.计算机/移动办公室：传真机、笔记本电脑3.适配器/电池充电器：电话充电器、充电钻、摄象机适配器4.灯：普通工作灯、普通白炙桌灯、聚光灯、低聚光灯5.马达泵：马达、空气压缩机 6.电动工具：电钻、磨沙机、电锯、卷锯、研磨器、焊枪、圆锯、除草机、吸尘器、剪草机、6.家用:面包机、搅拌机、食物加工机、干衣机、烤面包机、洗衣机、咖啡壶、冰箱、微波炉、空气调节器、电热壶等1.2.4 逆变电源常见问题1受到外界干扰逆变器可能会因使用场合中的一些强点磁波的干扰，如附近的马达、功率变频器、强磁场等。尽量远离类似上面的设备。2.逆变器没有反应（1）电池和逆变器没有接好，重新接好。（2）电池的极接反了，保险丝熔断。更换保险丝。3输出电压低（1）过载，负载电流超过标称电流，关掉部分负载重新启动。（2）输入电压太低。确保输入电压在标称电压范围之内。4低电压报警（1）电池没有电了需要充电。（2）电池电压太低或者接触不良，再充电，检查电池端子或者用干布清理端子。5逆变器无输出（1）电池电压太低，重新充电或者更换电池。（2）负载电流太高，关闭部分负载重新启动逆变器（3）逆变器过温保护。让逆变器降温一段时间，并放在通风的地方。（4）逆变器启动失败，重新启动。（5）端子接反，保险丝熔断，更换保险丝。6逆变器不工作检查电源开关，保险丝和电池连接线或者电烟器。1.2.5 逆变器简单地说，逆变器就是一种将低压（12或24伏或48伏）直流电转变为220伏交流电的电子设备。因为我们通常是将220伏交流电整流变成直流电来使用，而逆变器的作用与此相反，因此而得名。我们处在一个“移动”的时代，移动办公，移动通讯，移动休闲和娱乐。在移动的状态中，人们不但需要由电池或电瓶供给的低压直流电，同时更需要我们在日常环境中不可或缺的220伏交流电，逆变器就可以满足我们的这种需求。主要分两类，图1-2是正弦波逆变器，图1-3是方波逆变器。正弦波逆变器输出的是同我们日常使用的电网一样甚至更好的正弦波交流电，因为它不存在电网中的电磁污染。方波逆变器输出的则是质量较差的方波交流电，其正向最大值到负向最大值几乎在同时产生，这样，对负载和逆变器本身造成剧烈的不稳定影响。同时，其负载能力差，仅为额定负载的4060，不能带感性负载（详细解释见下条）。如所带的负载过大，方波电流中包含的三次谐波成分将使流入负载中的容性电流增大，严重时会损坏负载的电源滤波电容。针对上述缺点，近年来出现了准正弦波（或称改良正弦波、修正正弦波、模拟正弦波等等）逆变器，其输出波形从正向最大值到负向最大值之间有一个时间间隔，使用效果有所改善，但准正弦波的波形仍然是由折线组成，属于方波范畴，连续性不好。总括来说，正弦波逆变器提供高质量的交流电，能够带动任何种类的负载，但技术要求和成本均高。准正弦波逆变器可以满足我们大部分的用电需求，效率高，噪音小，售价适中，因而成为市场中的主流产品。方波逆变器的制作采用简易的多谐振荡器，其技术属于50年代的水平，将逐渐退出市场。图1-2 纯正弦波逆变器图1-3 方波逆变器1.3 逆变电源的发展趋势逆变器其本质就是能量转换和控制系统中的智能设备。逆变器有能力检测各种各样的状况变化，可以存储，处理并对变化的状况做出反应，同时报送远程管理系统。作为可再生能源发电系统的智能组件，逆变器的真正价值还并未得到完全认识。在接下来的几年，随着可再生能源产业应用的不断深入，逆变器将变得越来越重要。逆变器可以集中各种检测到达数据，既能够为远程分析传输这些数据，也能够在系统操作和性能表现方面，做数据本身的关联分析，设置基准正常数据和预测非正常数据。诊断可以在逆变器内部进行，也可以通过外部硬件。通过诊断可以确定系统运行的状态，并探查到导致系统性能表现降低的可能原因，这样可以使得维护人员能够有准备地到达问题现场，从而在很大程度上加强了系统维护团队的维护能力， 逆变器在可再生能源产业的第二个机会领域源于，因为环境因素如风力及天气模式的间歇性，可再生能源产出的电能有很明显的输出波动。这些可再生能源在产出能量时，有很清晰的从无到有的周期特征。这些特征既将替代能源发电从更加线性的传统能源发电（理想的基础级别的能源发电）区分开来，又使其作为传统能源发电的补充因为替代能源发电的周期性特点，正好与能源最高需求阶段相吻合互补。如果这种互补的状态处在基础发电和高峰发电之间，那么挑战则变成如何最优化管理替代能源发电系统，使得每种能源发电在尽可能长的发电过程中，发电产出达到最大化。逆变器的功能不仅仅是把有功功率传输到电网，还包括无功功率，相位平衡，谐波消除等。如果一个接到可再生能源系统的逆变器没有被充分使用，它还可以成为一个受控的有源滤波器。这种快速或动态的无功功率对电网电压的稳定性来说至关重要。逆变器的这种功能在2003断电报告中得到证明，如果在系统的关键点插入超前或滞后的无功功率，可使得电压波动得到快速补偿。作为一个分布式的，动态可控的资源，并网光伏系统天生的就据有这种有价值的功能。逆变器在新能源产业的第三个机会领域源于其所发电能配送及总体发电质量面临的挑战。替代能源发电系统一般离居民区和负荷中心较远。这种分布的动态穿越能量网络的供需两端，提高了连接两端的逆变器的重要性。逆变器的角色包括两个方面：第一，管理和从输入能源中提取最大功率；第二，修整能源将清洁的符合要求的交流电输入电网。因为逆变器的电子特性及其高于电网频率很多数量级的开断频率，输出的电能质量会很杰出。逆变器因其速度和智能华特性成为电网上强大的资源。同时逆变器拥有必须的通讯功能，使其可以通过控制大量累加并步调一致的工作，从而可以作为大型电厂或有功功率网络系统中的高效设备。如今在现代电网发电系统中，高效，集成的分布式发电系统已经被证实非常有价值，甚至在某些地方取代了旋转储能的需要。关于这一点，并网逆变器达到了了反应速度和可控性的极限。需要了解的是，朝着大型的、兆瓦级的可再生能源分布式发电系统方向发展已经成为被广泛认知的重要趋势。这些大型的系统从降低安装成本，提高效率（通过大规模互联和使用逆变器），和更有效的电网整合（通过中压直接并网），实现了真正的规模经济。因为电子设备在操作上远比传统电网设备要快得多，并网逆变器对于电网稳定性的影响受到关注就不难理解了。严格的ul1741和ieeep1547互联标准已经被制定出来用以规范和控制这种互联。逆变器高速的本质在大多数的电网并网要求里反而成了累赘，使得其要求比热电站标准严格很多个数量级。随着并网容量的增加，对于逆变器及并网要求态度的转变是非常有可能的，就像穿越能力已经出现在对并网风力发电系统中，取代了仍应用于其他可再生能源和分布式发电系统的并网要求。先进的逆变器角色将变得越来越重要，因为他们在可再生能源系统的发电过程中，穿越电网波动，而不是简单跳闸；先进的逆变器还可以在孤岛状况下可控运行，也可以在配有辅助发电系统、存储系统及实时负载控制功能的微网中运行。下一代逆变器将成为可再生或替代能源（如光伏或燃料电池）连接到公用电网的纽带，成为为电力系统提供分布智能的连接体。下一代逆变器将是高速的，大规模的，提供有源滤波器附加功能，且是可以远程控制的。万事俱备，符合逻辑的下一步就是集成到电网和scada系统中，使得逆变器和可再生能源系统成为公用事业一个真正的实用资产。1.4 车载逆变器须要注意首先，要严格按照用户手册的规定来使用逆变器；其次，逆变器的输出电压是220伏交流电，而这个220伏电是在一个狭小的空间并处于可移动状态，因此要格外小心。应将其放在较为安全的地方（特别要远离儿童！），以防触电。在不使用时，最好切断其输入电源。第三，不要将逆变器置于太阳直晒或暖风机出口附近。逆变器的工作环境温度不宜超过摄氏40度。第四，逆变器工作时会发热，因此不要在其附近或上面放置物品。第五，逆变器怕水，不要使其淋雨或撒上水。在从汽车电瓶到逆变器输入端这一段导线承载着非常大的电流，如果因为导线的质量低劣、导线过细或负载超标导致铜丝发热甚至最终起火，将酿成很严重的事故。因此，在逆变器的使用过程中，必须严格按照用户手册的规定进行操作。第二章 车载逆变器设计的总体目标2.1 设计要求车载逆变器是一种能够将dc12v直流电转换为市电相同的ac220v交流电，供一般电器使用，是一种方便的车用电源转换器。在一些交通运载，野外测控，可移动武器装备，工程修理等设备中都配有不同规格的电源。通常这些设备工作空间狭小，环境恶劣干扰大。因此对电源的设计要求也很高，除了具有良好的电气性能外，还必须具备体积小，重量轻，成本低，可靠性高，抗干扰强等特点。针对某种移动设备的特定要求，研制一种简单实用的车载正弦波逆变电源，采用工作模式，以简单的硬件配置和最通用的器件构成整个电路。设计汽车逆变电源，提出了一种低成本的逆变电源的基本原理及制作方法：介绍了驱动电路芯片的使用；设计驱动和保护电路；给欠压保护电路和过流保护电路图。2.2 总体方案随着经济水平的提高，汽车正逐渐成为人们的日常交通工具。然而，人们随身携带的电子产品，比如手机，却不能使用汽车上的电源。因此，开发一款经济实用的车载逆变器就成为一种需求。采用集成脉宽调制芯片tl494芯片为主控芯片，以cd4020b计数器及与非门电路构成分频分相电路并配以保护电路，实现了逆变器的脉宽调制。其在逆变电源工作时的持续输出功率为100w，并具有输出过流保护及输入欠压保护等功能，可实现电源逆变、电压稳定、欠压保护及过流保护等功能。第三章 逆变电路的设计3.1 系统基本原理车载电源系统如图一所示。12v直流电压经过高频逆变和高频整流，得到一个符合要求的：350v直流电压，该部分的控制信号由tl494芯片产生。再经过全桥dcac逆变电路，得到220v50hz交流电压输出。为保证系统可靠运行，防止主电路对控制电路的干扰，采用主、控电路完全隔离的方法，即驱动信号用光耦隔离，反馈信号用变压器隔离，辅助电源用变压器隔离等。对于整个系统而言，逆变电路能否正常工作决定了整个系统能否正常运行。所以，设汁的重点在逆变器的控制和检测上。 图3-1 系统主电路和控制电路框图电路基本结构逆变电源输入端为+12v，90ah的蓄电池，输出端为220v50hz的工频正弦波电压。其结构如图3-1所示。目前，实现dcac逆变的新技术很多，但考虑到控制的复杂性、成本以及可靠性，仍采用典型的二级变换。首先由dcdc变换将12v直流电压逆变为高频正弦波经高频变压器升压再整流滤波得到一个稳定的约310v直流电压：然后再由dcac变换以正弦波逆变的方式，将稳定的直流电压逆变成有效值稍大于220v的正弦波电压：再经lc工频滤波得到有效值为220v的50hz交流电压，给负载供电。3.2 电路设计3.2.1 主控芯片lm25037 1.概念对于高压输出场合，从安全角度考虑，一般采用变压器隔离型结构。推挽正激变换器具有推挽变换器和正激变换器的优点， 变压器双向励磁，磁芯利用率高，加入箝位电容后能够有效地抑制开关管的电压尖峰及变压器偏磁问题，并且无需磁复位电路，在输入低压大电流的场合具有一定的应用价值1，2。本系统输入电压9.616 v dc,满载时输入电流50 a左右，单个推挽正激变换器难以实现较高的效率。因此，本系统采用了组合式推挽正激变换器，即输入侧并联输出侧串联ipos。ipos结构有如下几方面的优点：原边开关电流应力减小；2个变换器采用交错并联控制方式，减小输入电流纹波；输出侧串联结构减小了输出整流二极管电压应力3。输出侧加入参考文献1提出的双cdd吸收电路有效的抑制了整流二极管反向恢复引起的电压尖峰，便于选取额定电压较低的二极管，减小导通损耗。系统输入为12 v dc蓄电池，输出为220 v/50 hz。采用典型二级结构dc/dc高频升压和dc/ac低频逆变。首先，dc/dc变换器将蓄电池12 v dc升高至360 v；然后全桥spwm逆变将直流电转转换成有效值为220 v/50 hz正弦波，供负载使用。3.2.2 lm25037 引脚功能简述逆变电路采用atmel公司8位avrmega16单片机控制。该单片机具有2个分别独立可预分频的8位定时/计数器；1个具有比较、捕获的16位定时/计数器；4路pwm通道；8路10位adc等功能。单片机控制及逆变器驱动电路如图3-2所示。为了减小开关损耗，逆变器采用单极性倍频的调制方式，将内部16位定时器t1当成2个8位使用，分别与2个相位差180的正弦波比较即可得到需要的按正弦规律变化的pwm信号。基准正弦信号通过查表得到，当点烟器输出电压较低时，直流母线电压可能达不到360 v，因此采用前馈控制，根据不同的母线电压值判断查不同的正弦表，以保证输出正弦波有效值在设定的范围内。t1a和t1b工作在移相pwm模式，输出脚ocr1a和ocr1b作为逆变器的控制信号。为了防止开关管直通，开关管上下桥臂之间需要加入死区，采用驱动芯片ir2103可以方便地实现信号的取反、加入510 ns对称的死区以及电平的转换。图3-2 lm25037引脚功能及内部框图3.2.3 lm25037特点如下 主要特点有：(1)采用电压前馈控(2)制具有双端输出、(3)软启动、(4)欠压、(5)过热(6)过流保护(7)过流后定时重新启动且定时时间可由用户设定等功能，适用于推挽(8)半桥及全桥等拓扑中3.2.4 推挽电路设计图3-3所示为推挽电路原理图。当芯片vin端所加正向偏置电压在575v范围内，芯片内部的电压参考基准建立，同时 对电容c 充电，在每个开关周期结束时内部的mosfet导通，c 放电，ramp脚的电压为斜率与输入电压成正比的锯齿波。内部的1 a电流源开始对ss脚接的电容c加充电，当ss脚电压达到1 v时，uvlo脚电压经r ，r 分压后高于l，25 v，输出占空比由小开始增大。充电电流变为100 a，直到ss脚电压达到5 v。每个开关周期开始时，pwm输出高电平，当c 上的电压达到给定电压时，pwm输出低电平。内部或非门控制逻辑outa和outb交替输出。r 可以设定振荡器的工作频率， 可以设定死区时间。在电路工作期间实时检测主电路上的电流，当采样电阻上的电压超过025 v时，输出脉冲封锁。同时内部2o a的电流源对res脚上的电容c 充电，当c 上的电压达到2v时，c9和c 放电，ss端开始软启动。定时重启的时间由c 的大小设定。图3-3 推挽电路原理图根据芯片数据手册设定开关频率产51 khz，死区时间为250 us，取r6=62 kll，r =3 k1)。图3-4 定时重启时序图取c9=100pf，c。=100nf，则定时重启时间 =fl+t2+3l04 ms,即：t1=0.01ms、t2=10ms、t3=0.4ms 式中：u1=1：u2=5v若发生过流保护，直流母线电压跌至 ，u1则有:ptnes=u1=287v式中：g7为整流输出滤波电容，c =220 f；uo为直流母线电压，uo=310v；p为输出功率，p=150w。过流保护期间，输出电压平均值跌落u，有：u=3.58式中：r为负载，r-640ft；d为逆变器占空比，d=0578；t=10ms。当c，=220 txf时。满载下出现过流保护再次启动时 跌落到287v，输出波在半个周期内的平均值跌落664v，在性能指标范围内。前馈电压信号通过外部的rc网络在每个开关周期输入电压对c，充电，在开关周期末通过芯片内部的mosfeet对c 放电得到与输入电压成正比的锯齿波，如图3-5所示。设放电时间td50ns。振荡周期为tsw ，斜坡电压峰值为uramp，则有：c3=td/3rcn, r3=-【tsw/c3ln（1-urmap1uin）】图3-5 电压前馈电路图3.2.5 逆变变压器设计在ccm模式下变压器的匝比主要由输入电压、输出电压及占空比决定。输入电压最小为ui=96v，为了防止直通，占空比的最大值d =045，输出电压o=310v，则匝比n= l，即：n=uo/2dmaxubetmin=310/2*0.45*9.6=35.9在输入输出条件相同及dcm模式下，输入输出电压之比并非与占空比成正比，满载时实际工作占空比小于设定值i2l。为提高变流器效率，实际选取n=32 采用ap法估算变压器磁芯：ap=aeaw=50po/fbmax=0.736cm4式中：po为输出功率 为开关频率；b一变压器工作最大磁感应强度。选取铁氧体ee33磁芯ap=i57cm4，a 123cm2 ，a =127 cm2，初级匡数位：np=ubatminton/ba=2.2实际取np=3，次级匝数n=96。变压器绕制时加入了气隙，一方面为了延缓推挽电路磁通饱和，另一方面由于整流输出未设置滤波电感，故在实际工作过程利用了变压器的漏感，以防止开关管导通时电流峰值过大。但加入气隙后变压器的漏感增大又会增大电压尖峰，故需要加入缓冲电路吸收电压尖峰。3.2.6 rcd电路设计为了减小关断电压尖峰，采用接电源正极的rcd缓冲电路，如图3-6所示。在vt1关断时，vd1导通，漏感上的能量转移到c1，c1充电延缓了集电极电压的上升。r1vd1入udc的好处是c1最大电压仅为udc，而不是r1vd1地时的2udc，c1上的电压应力得以减少。图3-6 rcd电路缓冲电路工作过程可分为3种工作模式：（1）工作模式i如图3-7所示，当vt1关断时，漏感lik1上的电压反向，vd1导通，对c1充电，变压器绕组n1上的感应压性为上正下负并开始上升，同时变压器绕组n2上的感应出与n1上大小相等的电压，lik1上的部能量转移到c2，c2的电压由上负下正经过n2和r2充电后变为上正下负图3-7 缓冲电路工作模式分析（2）工作模式2 如图3-7所示，当lik1上的能量释放完后，励磁电感上的能量继续对c1充电，n1和n2的电压也相应升高，所以vt1的漏源端电压升高，vt2的漏源端电压降低。（3）工作模式3 如图3-7所示，当励磁电感较大时，c1上的电压充到上正下负的电源电压时，次级整流二级管导通，vt1，vt2漏源电压分别被位在2ud和零，故开关管能够实现零电压开通。 图3-8示出缓冲电路的仿真波形。可见缓冲电路能够实现零电压开通。图3-8 缓冲电路仿真波形3.3 保护电路3.3.1 输出电流过载保护150w的逆变器通电后，打开开关，接上大于160w-180w的负载，逆变器就会间断的输出220v拒绝供电，红灯闪烁。300w保护范围300w-350w 500w保护范围500w-550w。如图3-9所示，运放u2 及外围电阻构成反比例放大器，运放u3及外围电路构成比较器。图1 中的r3 为取样电阻，取2.2 ，2w。当负载电流增大时，该电阻的压降 u 增大。图 3-9 输出电流过载保护电路运放u 3 正向输入端输入电压为：u =(1+r2/r1) (r3/r4) u合理的调整r1、r2、r3、r4 的取值，使得当负载电流超过1.5a 后，u3的正向输入端电位高于反向输入端，输出高电位，二极管d2、d3 导通，并把同相输入端电位提升为高电平，使得u1一直稳定输出高电平，向sg3525a 的10引脚输出关断信号。3.4 散热设计为了进一步减小体积，减轻重量，采取了利用外壳( 机壳) 散热致冷办法，既解决了散热，又使整机体积变小，重量减轻。在逆变器满负荷连续工作一段时间后，外壳体温度达到55-65度时报警并切断电源。如用远大于逆变器额定功率的冰箱，空调来启动逆变器，能自动保护的话才是有真正保护功能的好产品。3.5 设计电路的调试实验3.5.1 调试方法 掌握用sg3525芯片产生spwm信号的原理与rc串并联正弦波发生器的工作原理，以及推挽式单相正弦波逆变电源的工作原理、特点、波形分析与使用场合。1、主电路接线见图3-10。将主电路的“9”与“12”端相连。（1）正弦波发生器测试测量1端正弦波信号的频率，最大与最小峰峰值，正弦波的谷点偏离横坐标的数值以及正图3-10 单相正弦波逆变电源弦波上、下半波的对称性。（2）sg3525性能的测试a锯齿波周期与顶点uh、谷点ul测量（分开关s2合上与断开两种情况）。b正弦波与锯齿波的配合调试。当正弦波发生器的幅度调节电位器在任意位置时，都能与锯齿波有符合要求的相交点，使在“3”端能得到正确的spwm控制信号。c调制度m测量当幅度调节电位器左旋到底与右旋到底时，测出对应的最小与最大调制度m。2、mos管的驱动波形测试用双踪示波器观察并记录“3”、“4”与地端间波形（只需看部分spwm波形），当改变幅度调节电位器位置时，应使该波形均符合互补的要求。3、不带滤波环节时的mos管两端电压，输出变压器原边n11、n12两端电压以及负载端波形测试，（只需测试部分spwm波形）。（1）主电路接线同上，s2放在断开位置，幅度调节电位器旋转到大致中间的位置。