毕业论文DCAC逆变器的设计

DCAC逆变器的制作一、材料准备1.N沟道MOSFET（IRF510）x42.电容（100uF，220uF）x13.电感（10mH）x14.整流桥整流器x15.电容（100nF）x16.电容（0.1uF）x17.二极管（1N5408）x48.电阻（1KΩ，10KΩ）x29.变压器（12V/220V）x110.电源开关x111.端子x2二、电路设计原理图中的MOSFET被分为两个组，分别负责开关和逆变的功能。

当开关组的MOSFET关闭时，逆变组的MOSFET打开，此时正负电压在电感和电容上形成振荡，将12V直流电源转换为110V的交流电源。

三、电路组装1.将电容、电感和原理图中的组件按照图纸连接好，注意接线的正确性和稳固性。

2.将四个IRF510MOSFET插入电路板上对应的焊接孔中，确保焊接牢固。

3.将整流桥整流器、电容和二极管焊接在电路板上，连接好输入输出端子。

4.依照图纸连接好所有的电阻和电容，并将所有的接线焊接好。

5.检查所有接线是否正确，没有接错或短路的情况。

6.连接变压器输入端子和电源开关，进行最后的调试和测试。

四、测试1.将直流电源连接到输入端子，打开电源开关。

2.使用万用表测量输出端子的电压，检查是否输出110V的交流电压。

3.用灯泡或其他负载测试逆变器的输出功率和稳定性。

4.如果在测试过程中出现问题，检查电路连接是否正确，MOSFET是否发热或短路等情况。

五、安全注意事项1.在制作和测试逆变器时，务必注意绝缘和防触电措施，避免电击事故的发生。

2.在测试逆变器时，避免将电源连接错误或短路，以免对电路元件造成损坏。

3.使用逆变器输出交流电源时，需要注意接线正确性和安全使用电器设备。

六、总结通过制作这样一台简易的DCAC逆变器，我们可以了解逆变器的工作原理和电路设计，培养实践能力和动手能力。

相信通过不断地学习和实践，我们可以制作出更高效、更稳定的逆变器，满足不同领域的需求。

希望本文对您有所帮助，谢谢阅读！。

毕业设计（论文）课题:小功率DC/DC变换器初步设计及调试学生: 系部: 电子信息系班级: 学号:指导教师:装订交卷日期:毕业设计（论文）成绩评定记录表指导教师评语（包含学生在毕业实习期间的表现）:成绩（平时成绩）: 指导教师签名：年月日评阅教师评语：成绩（评阅成绩）: 评阅教师签名：年月日答辩情况记录:答辩成绩:答辩委员会主任(或答辩教师小组组长)签名:年月日指导教师评语（包含学生在毕业实习期间的表现）:总评成绩:注：1.此表适用于参加毕业答辩学生的毕业设计（论文）成绩评定；2.平时成绩占20%、卷面评阅成绩占50%、答辩成绩占30%，在上面的评分表中，可分别按20分、50分、30分来量化评分，三项相加所得总分即为总评成绩，总评成绩请转换为优秀、良好、中等、及格、不及格五等级计分。

教务处制毕业设计（论文）成绩评定记录表成绩（平时成绩）: 指导教师签名：年月日评阅教师评语：成绩（评阅成绩）: 评阅教师签名：年月日总评成绩:注：1.此表适用于不参加毕业答辩学生的毕业设计（论文）成绩评定；2.平时成绩占40%、卷面评阅成绩占60%，在上面的评分表中，可分别按40分、60分来量化评分，二项相加所得总分即为总评成绩，总评成绩请转换为优秀、良好、中等、及格、不及格五等级计分。

教务处重庆电子工程职业学院电子信息系毕业设计（论文）、毕业实习报告任务书学生姓名吴娱班级应电082 学号2008220352 联系电话13650524660电子邮箱wuy.u@课题题目小功率DC/DC变换器初步设计及调试型式毕业设计●毕业论文○总结报告○任务来源●○○完成时间任务下达2010年2 月20 日开题报告2011年 2 月26 日定稿交卷2011年 3 月 20 日毕业答辩月日指导教师姓名童贞理电子邮箱53242097@ 联系电话 (办)要求完成的主要任务内容：本次设计了一种实用的DC/DC 30W开关稳压电源电路，该电源采用单端反激型电路结构，输出纹波较小，效率高，而且磁绕组匝数少，减小了变压器体积。

目录1引言 (3)2设计说明书 (4)2.1概述 (4)2.1.1该逆变电源的基本构成和原理 (4)2.1.2逆变电源的技术性能指标及主要特点 (6)2.2逆变电源的主要原器件及其特性 (6)2.2.1 TL494电流模式PWM控制器 (6)2.2.2场效应管 (10)2.2.3 三极管 (10)2.3 各部分支路电路设计及其参数计算 (11)2.3.1 DC/DC变换电路（附工作指示灯） (11)2.3.2 输入过压保护电路 (12)2.3.3输出过压保护电路 (13)2.3.4 DC/AC变换电路 (14)2.3.5 TL494芯片I外围电路 (16)2.3.6 TL494芯片II外围电路 (17)2.3.7 该逆变电源的整机电路原理图（附录A） (18)2.3.8 该电路的元件参数表（附录B） (18)3 调试 (19)参考文献 (24)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。

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和场效应管（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。

DCAC逆变器的制作DC-AC逆变器是一种将直流电转换为交流电的电力转换设备。

它广泛应用于太阳能发电系统、风能发电系统、电动车辆和UPS（不间断电源系统）等领域。

本文将详细介绍DC-AC逆变器的制作过程，并探讨逆变器的工作原理和一些注意事项。

首先，我们来了解一下DC-AC逆变器的工作原理。

DC-AC逆变器通常由以下几个部分组成：输入滤波器、整流器、逆变器和输出变压器。

整个过程可以概括如下：首先，直流电源通过输入滤波器去除噪声和干扰；然后，直流电流通过整流器将其转换为脉宽调制（PWM）信号；接下来，PWM信号通过逆变器将其转换为交流电信号；最后，交流电信号通过输出变压器进行变压和隔离，输出高质量的交流电。

接下来，我们将详细介绍DC-AC逆变器的制作过程：步骤一：选购材料和元器件首先，我们需要准备一些基本的材料和元器件，包括电路板、晶体管、二极管、电容器、电感、变压器、电阻、电解电容器、滤波电感等。

步骤二：设计电路图然后，我们需要根据逆变器的要求设计电路图。

在设计电路图时，需要考虑输入和输出电流的要求、电压稳定性、功率损耗和保护措施等因素。

步骤三：制作电路板接下来，我们可以利用软件进行电路板的设计，并将设计好的电路图打印在电路板上。

然后，使用化学方法将所需的电路图刻蚀在电路板上，得到我们需要的电路板。

步骤四：焊接元器件将设计好的元器件焊接到电路板上。

在焊接过程中，需要特别注意焊接的质量，以免影响逆变器的工作效果。

步骤五：搭建测试电路将制作好的电路板连接到测试电路上，并根据需要调整参数（例如脉冲宽度、频率等）。

步骤六：测试和调试反复测试和调试逆变器的电路，确保其正常工作。

在这个过程中，需要仔细检查电流和电压的波形，以确保输出的交流电是符合要求的。

步骤七：封装对制作好的逆变器进行封装，以提高其安全性和使用寿命。

封装可以选择使用金属外壳或塑料外壳，具体根据逆变器的实际需求来决定。

步骤八：性能测试对封装好的逆变器进行性能测试，包括输入和输出电流、电压、功率等指标。

DCAC逆变器的设计首先，DCAC逆变器的工作原理是通过将直流电源输入到逆变器的输入端，经过相应的变换电路和控制系统，将其转换成交流电能。

一般来说，逆变器的输出电压和频率可以根据实际需求进行调节。

关键电路的设计是DCAC逆变器设计中的核心内容之一、主要包括输入滤波电路、逆变桥电路和输出滤波电路等。

输入滤波电路的作用是对直流电源进行滤波和稳压，以保证逆变器对输入电压的要求。

逆变桥电路是将直流电转换成交流电的关键环节，一般采用全桥式逆变器电路。

输出滤波电路的作用是对逆变器输出的交流信号进行滤波，使其更加稳定。

在电路设计中，需要考虑电路的效率和可靠性。

对于DCAC逆变器来说，高效率是设计的重点之一、可以通过合理选择电路元件、减小电流损耗和热耗等方式提高逆变器的效率。

同时，为了保证逆变器的可靠性，需要进行合理的散热设计，选用高品质的元件，以及进行可靠性测试和故障保护设计等。

除了电路设计，控制系统的设计也是DCAC逆变器设计中不可忽视的一部分。

控制系统的设计主要包括逆变器的开关控制和输出电压频率的控制等。

逆变器的开关控制可以通过PWM控制方法来实现，通过调节开关的开关频率和脉冲宽度，可以控制逆变器的输出电压和频率。

对于输出电压频率的控制，可以采用闭环控制方法，通过反馈系统来调整输出电压频率，以满足实际需求。

此外，为了提高DCAC逆变器的性能，也可以考虑引入一些其他的技术。

例如，可以采用多级逆变器结构来提高逆变器的输出电压质量；可以采用DSP控制器来实现更高精度的控制；可以采用软开关技术来减小逆变器的开关损耗等。

综上所述，DCAC逆变器的设计涉及到多个方面，需要同时考虑电路的设计和控制系统的设计。

在设计过程中，需要充分考虑逆变器的效率、可靠性和性能等因素，以实现逆变器的良好工作。

DC/AC逆变器的制作这里介绍的逆变器（见图）主要由MOS 场效应管，普通电源变压器构成。

其输出功率取决于MOS 场效应管和电源变压器的功率，免除了烦琐的变压器绕制，适合电子爱好者业余制作中采用。

下面介绍该逆变器的工作原理及制作过程。

--拓普电子1.电路图2.工作原理这里我们将详细介绍这个逆变器的工作原理。

方波信号发生器（见图3）这里采用六反相器CD4069构成方波信号发生器。

电路中R1是补偿电阻，用于改善由于电源电压的变化而引起的振荡频率不稳。

电路的振荡是通过电容C1充放电完成的。

其振荡频率为f=1/2.2RC。

图示电路的最大频率为：fmax=1/2.2×3.3×103×2.2×10-6=62.6Hz;最小频率fmin=1/2.2×4.3×103×2.2×10-6=48.0Hz。

由于元件的误差，实际值会略有差异。

其它多余的反相器，输入端接地避免影响其它电路。

场效应管驱动电路。

由于方波信号发生器输出的振荡信号电压最大振幅为0~5V，为充分驱动电源开关电路，这里用TR1、TR2将振荡信号电压放大至0~12V。

如图4所示。

MOS场效应管电源开关电路。

这是该装置的核心，在介绍该部分工作原理之前，先简单解释一下MOS 场效应管的工作原理。

MOS 场效应管也被称为MOS FET，既Metal Oxide Semiconductor Field Effect Transistor（金属氧化物半导体场效应管）的缩写。

它一般有耗尽型和增强型两种。

本文使用的为增强型MOS 场效应管，其内部结构见图5。

它可分为NPN型PNP型。

NPN型通常称为N沟道型，PNP型也叫P沟道型。

由图可看出，对于N 沟道的场效应管其源极和漏极接在N型半导体上，同样对于P沟道的场效应管其源极和漏极则接在P型半导体上。

我们知道一般三极管是由输入的电流控制输出的电流。

毕业设计—便携式DCAC逆变电源设计一、引言逆变电源是将直流电能转换为交流电能的一种电子设备，广泛应用于无线通信、家用电器和电子产品等领域。

传统的逆变电源通常采用大型变压器和独立的整流和逆变电路，体积大、效率低。

为了满足现代化生活的需求，便携式逆变电源的设计变得越来越重要。

本文旨在设计一种便携式的直流-交流逆变电源，具有小巧轻便、高效率和良好的负载适应性等特点。

二、设计原理本设计主要采用的是基于全桥拓扑的逆变电路，输入电源为一个稳定的直流电压，输出电源为一个稳定的交流电压。

1.全桥逆变器原理全桥逆变器的基本原理是将直流电能转换为交流电能。

它由四个开关管组成，它们根据逆变器的工作方式交替打开和关闭，以便将直流电流交替流过变压器的不同侧。

2.控制电路控制电路对开关管的开关时间进行控制，以保证逆变器工作的稳定性。

常见的控制电路有PWM控制和SPWM控制。

PWM控制的原理是通过调整开关管的开关频率来控制输出电压的幅值，同时通过调节占空比来控制输出电压的频率。

SPWM控制则是调整开关管的开关频率和占空比来控制输出电压的波形。

3.滤波电路滤波电路用于滤除逆变过程中产生的高频噪声和谐波，保证输出电压的稳定性和平滑性。

三、设计步骤1.确定输入和输出参数根据实际需求，确定输入电压、输出电压和输出频率等参数。

2.选择开关管和变压器根据输出功率和电流要求，选择适合的开关管和变压器。

3.设计控制电路根据所选定的控制电路，设计和搭建控制电路，并进行实验测试。

4.设计滤波电路根据所选定的滤波电路，进行电路设计和实验测试，确保输出电压的稳定性和平滑性。

5.优化电路和布局优化电路和布局，减小电路的尺寸和体积，提高整体效率和稳定性。

四、实施计划1.设计电路的原理图和PCB布局图，并进行调试和测试。

2.确定电路的参数和性能指标，并进行性能测试。

3.优化电路和布局，减小尺寸和体积。

4.编写设计报告，并撰写毕业论文。

五、预期结果与意义本设计将设计一种小巧轻便、高效率和负载适应性好的便携式逆变电源。

1 绪论 (1)1.1 DC/AC逆变器的基本概念 (2)1.2 逆变器的分类和用途 (3)1.2.1 逆变器的基本分类 (3)1.2.2 逆变器的用途 (4)1.3 DC/AC逆变器的发展背景和发展方向 (4)1.3.1 DC/AC逆变器的发展背景 (4)1.3.2 DC/AC逆变器的发展方向 (5)2 逆变器的主电路研究 (6)2.1逆变系统基本工作原理 (6)2.2 SPWM波的生成原理及控制方法分析 (6)2.2.1 PWM控制的理论基础 (7)2.2.2 PWM逆变电路及其控制方法 (8)2.3 逆变器的主电路分析 (10)2.3.1 低频环节逆变技术逆变器 (10)2.3.2 高频环节逆变技术 (13)3 小功率光伏并网系统的逆变器设计 (15)3.1光伏发电的发展现状及前景 (15)3.1.1 国外光伏发电现状及前景 (15)3.1.2 国内光伏发电现状及前景 (16)3.2 并网逆变器的拓扑 (16)3.2.1低频环节并网逆变 (17)3.2.2 高频环节并网逆变 (18)3.2.3非隔离型并网逆变 (18)3.3 小功率光伏并网逆变器的设计 (19)3.3.1 小功率光伏并网逆变器的工作原理 (19)3.3.2系统控制方案 (20)3.3.3 TMS320F240软件控制流程 (25)3.3.4系统保护 (26)4 光伏并网逆变器的控制策略研究 (28)4.1 输出控制方式 (28)4.2 输出电压控制策略 (28)4.3 输出电流控制策略 (29)4.4 控制策略的选择和参考电流的确定 (30)5总结 (32)1 绪论1.1 DC/AC逆变器的基本概念随着石油、煤和天然气等主要能源的大量使用，新能源的开发和利用越来越得到人们的重视。

利用新源的关键技术—逆变技术，能将蓄电池、太阳能电池和燃料电池等其它新能源转化的电能变换成交流电能与电网并网发电。

因此，逆变技术在新能源的开发和利用领域有着至关重要的地位。

毕业设计(论文)题目用于电动汽车的双向DC-D C交换器研究与仿真专业学生姓名班级学号指导教师指导单位日期: 年月日至年月日毕业设计(论文)原创性声明本人郑重声明:所提交的毕业设计(论文)，是本人在导师指导下，独立进行研究工作所取得的成果。

除文中己注明引用的内容外，本毕业设计(论文)不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的作品成果。

对本研究做出过重要贡献的个人和集体，均己在文中以明确方式标明并表示了谢意。

论文作者签名:日期:年月日摘要随着能源、环保等问题的日益突出，电动汽车成为近年来发展迅速的一种新型汽车，是21 世纪最具有发展前途的绿色清洁汽车。

电动汽车是用电池替代传统的汽油作为车载能源的，然而在现有的技术条件下，动力电池的性能是电动汽车发展的主要瓶颈。

双向DC-DC 变换器可以优化电动机控制、提高电动汽车整体的效率和性能。

针对双向DC-DC 变换器存在的开关损耗高等问题，本文研究了一种隔离型双向软开关DC-DC 变换器。

在介绍变换器工作原理的基础上，本文着重分析了电压、电流的变化规律，特别是推导出各开关元件实现软开关的条件及其数学表达式，并得到了实现软开关的通用条件。

最后通过Sab e r 软件对电路在两种模式下的稳态工况和软开关特性进行仿真研究，仿真结果证明根据该通用条件设计的变换器能够在大负载范围内实现软开关。

关键词: 双向DC-DC 变换器;PWM 控制:移相控制:软开关ABSTRACTEl ec tric Vehicl e(E V) b ec ome s a kind of n ew，fast-developing vehicle in th e last years，which ha s th e b est futureωa green vehicle，as 由e problems of energy and environment are b ecoming more and mor e se riou s in th e 21st centur予The energy in EV i s provid e d by storage batt eries instead of traditional gasoline and the d eve lopm en t of EV 町e limit e d by th e capacity of it s s tora ge batt eries with current t ec hnologi es. It can improv e 由e p er formance of th e s torage batteri es and th e working effi ci e ncy of driving sys t e m s by u s in g bidir ec tional DCIDC converter in El ec tric Vehicl e a t pr ese nt.A s oft sw itchin g bi-dir ec tional DCIDC converter was dev e loped to reduc esw itching lo sses. Op e ration principl e of the proposed converter i s introduced. Th e s oft sw itching principle i s also introduced briefly. On th e ba s i s of the operational analy s i s，th e characteristic of the voltage and current i s illu s trat e d and the ZVS conditions of th e diff e r e nt s witch es ar e al so given in d e tail. Wh at i s more，th e formula of th e univer s al ZVS condition for all th e sw itch es i s speci ally d e duced to s扫nplify th e four ZVS conditions into one formula for the convenience of th e de s ign. An d the s t ea dy s tate conditions and s oft sw itchin g characteristic of the circuit in tho se two op e rating mode，are d em on s trated by the Sab e r，expe rimental results obtain e d from th e converter ares hown to veri句r the validity of th e univ e r s al ZVS condition.Key words: Bi-Dir ec tional DCIDC converter; PWM control; Pha se-s hlft control;Soft sw itching目录第一章绪论...................................................."11.1课题背景和意义.................................................11.2双向DC-DC变换器概述..........................................21.2.1双向DC-DC变换器的原理 (2)1.2.2双向DC-DC变换器的拓扑结构 (3)1.2.3双向DC-DC变换器的控制方式 (5)1.3双向DC-DC变换器在电动汽车上的应用 (6)1.4 论文的主要研究内容和结构.......................................9第二章双半桥双向DC-DC 变换器工作原理与结构分析 (11)2.1电动汽车双向DC-DC变换器.....................................112.1.1燃料电池电动汽车能量管理系统..............................112.1.2蓄电池燃料电池电动汽车动力系统工作模式分析 (12)2.2双半桥双向DC-DC拓扑结构的选择与分析 (12)主功率拓扑的选择 (12)2.2.2控制方案选择 (13)2.2.3拓扑电路的分析 (13)2.3变换器等效电路 (14)2.4变换器换流分析 (16)正向工作模式 (16)2.4.2反向工作模式 (18)正向/反向模式下的软开关条件 (19)2.6本章小结 (19)第三章双半桥双向DC-DC 变换器稳态特性分析与设计 (20)3.1双向变换器输出特性分析 (20)3.2变换器设计....................................................22变压器漏感选择 (22)3.2.2开关管应力分析 (23)3.2.3输入电感设计 (24)3.3本章小结 (24)第四章仿真验证 (25)结束语 (28)致谢 (29)参考文献 (30)第一章绪论1.1课题背景和意义当今世界，环境和能源问题成为世界各国关心的热点问题。

毕业设计（论文）2009 届题目基于IGBT的DC-AC变换器设计专业电子信息工程学生姓名学号指导教师论文字数 12001完成日期2009年 5月6日基于IGBT的DC-AC变换器设计摘要：本文主要论述了基于单片机控制逆变稳压电源的基本原理、结构和设计过程。

在设计中，我们采用PWM逆变控制技术，单片机ATMEGA16输出PWM波，经TLP250驱动模块去驱动IGBT为开关单元的单相电压逆变电路。

我们对ATMEGA16单片机PWM波发生器的使用和编程进行了介绍，还对IGBT的驱动模块TLP250进行了介绍，另外，我们还讨论了IGBT 管的缓冲电路和系统的保护电路，同时分析了系统的软件设计过程。

利用仿真工具软件软件对所设计的电力电子设备进行仿真，有利于缩短产品的设计时间，有利于提高产品的可靠性。

关键字：绝缘栅双极型晶体管,脉宽调制The Design of DC-AC Converter Based on IGBTAbstract：This article chiefly discusses the principle、stucture and design procedure of the inverter regulated power supply which is controlled by signle-chip microcompyter. In this design, we adopt the pwm inveter control technology. The ATMEGA16 exports the pwm wave,the wave is connected to the drive module(TLP250), and the drive module drives the single phase voltage inverter circuits, In this paper, we explain how to use the pwm wave generator ATMEGA16, and then we also explain the IGBT drive module TLP250, after that, we discuss the IGBT buffer circuit and the protective circuits of the system. Finally , we discuss the process of the software design.Putting the simulation software into use in the process of the electric equipments design, it is good to reducing the time of the products design, and it is also benefit to improving the reliability of products.Key words：Insulated Gate Bipolar Transistor（IGBT），Pulse Width Modulation（PWM）目录第一章绪论 (1)1.1 基于IGBT的DC-AC变换器设计的研究背景 (1)1.2 基于IGBT的DC-AC变换器的发展现状 (1)1.3 基于IGBT的DC-AC变换器的研究目的及意义 (1)1.4 基于IGBT的DC-AC变换器的主要研究内容 (2)第二章总体方案设计 (3)2.1 系统方案设计与论证 (3)2.2 系统整体框图 (4)第三章工作原理 (5)3.1 IGBT管的基本原理与其保护 (5)3.1.1 IGBT管的基本原理 (5)3.1.2 IGBT的保护 (5)3.2 逆变电路的基本工作原理 (6)3.3 电力器件的换流方式 (6)3.4 单相电压型逆变电路 (7)3.5 PWM控制技术的基本原理 (8)第四章系统硬件设计 (9)4.1 TLP250驱动电路的设计 (9)4.2 IGBT转换电路的设计 (10)4.3 滤波器电路的设计 (10)第五章系统软件设计 (13)5.1 AVR软件开发工具的介绍 (13)5.2 软件程序 (13)5.2.1 主程序 (13)5.2.2 PWM波形产生 (14)第六章系统参数测试与分析 (17)6.1 输出的PWM波形参数的测试与分析 (17)6.2 其他参数的测试与分析 (18)第七章结论 (19)参考文献 (20)结束语 (21)致谢 (22)附录 (23)附录1：元器件细明表 (23)附录2：系统电路 (24)附录3：主要程序 (25)第一章绪论1.1 基于IGBT的DC-AC变换器设计的研究背景随着工业和科技的发展，对正弦逆变器的性能要求越来越高，正弦逆变电源是将直流电转换为交流电的一种功率转换装置，在工业和民用方面具有广阔的市场。

绪论一.开关电源概述开关电源（Switch Mode Paver Supply,即SMPS）被誉为高效节能型电源，它代表着稳压电源的主流产品。

半个世纪以来，开关电源大致经历了四个阶段。

早期的开关电源全部有分立元件构成，不仅开关频率低，效率高，而且电路复杂，不宜调试。

在20世纪70年代研制出的脉宽调制器集成电路，仅对开关电源中的控制电路实现了集成化；80年代问世的单片开关稳压器，从本质上讲仍DC/DC电源变换器。

随着各种类型单片开关电源集成电路的问世，AC/DC电源变换器的集成化才变为现实。

稳压电源是各种电子的动力源，被人称为电路的心脏，所有用电设备，包括电子仪器仪表，家用电器。

等对供电电压都有一定的要求。

至于精密的电子仪器，对供电电压的要求更为严格。

所谓的DC——DC直流稳压是指电压或电流的变化小到可允许的程度，并不是绝对的不变。

目前，随着单片开关电源集成电源的应用，开关电源正朝着短、小、轻、薄的方向发展。

单片开关电源自20世纪90年代中期问世以来便显示出来强大的生命力，它作为一项颇具发展和影响力的新产品，引起了国内外电源界的普遍重视。

尤其是最近两年来，国外一些著名的芯片厂家又竞相推出了一大批单片开关电源集成电路，更为新型开关电源的推广及奠定了良好的基础。

单片开关电源具有集成度高、高性价化、最简外围电路，最佳性能等指标，现已成为开发中小功率开关电源、精密开关电源及电源模块的优选集成电路。

二. 开关电源的技术追求1.小型化、薄型化、轻量化、高频化——开关电源的体积、重量主要是由储能元件（磁性元件和电容）决定的，因此开关电源的小型化实质上就是尽可能减小储能元件的体积。

在一定范围内，开关频率的提高，不仅能有效地减小电容、电感和变压器的尺寸，而且还能抑制干扰，改善系统的动态性能。

因此高频化是开关电源的主要发展方向。

2.高可能性——开关电源使用的元器件比连续工作电源少数十倍，因此提高了可靠性。

从寿命角度出发，电解电容、光电偶合器及排风扇等器件的寿命决定着电源的寿命。

江苏电器　(2007 No.2)45　江苏电器 (2007 No.2)逆变技术。

本文在分析了低频环节逆变技术及其缺点之后，介绍了一种高频环节逆变技术，并对其原理进行了分析与设计，最后给出了仿真与试验波形。

１ 低频环节逆变技术 传统的ＤＣ／ＡＣ逆变器采用低频环节逆变技术，主要有方波逆变器、阶梯波合成逆变器、正弦脉宽调制ＳＰＷＭ逆变器等。

图１为采用了低频环节逆变技术的传统ＵＰＳ电路结构。

该电路主要由整流和逆变两部分组成。

整流部分由整流器和输入滤波器构成，交流电压经整流器后，得到脉动的直流电压，再经输入滤波器滤波后得到平滑的直流电压，为逆变器提供直流电源，同时给电池充电。

逆变部分由电池、逆变器和输出滤波器构成，平滑的直流电压经逆变器后得到含有输出电压基波分量的单极性或双极性ＳＰＷＭ波形电压，该电压经工频变压器变压后再经输出滤波器滤波，最后得到输出电压的基波分量。

图中工频变压器实现输出电压的匹配及输入输出之间的电气隔离。

在停电时由电池为逆变器提供直流电源。

虽然该项技术应用广泛、性能可靠而且技术成熟，但是仍有许多不足之处［１］： （１）工频变压器的体积、重量大； （２）输出滤波器的体积、重量大； （３）音频噪音大； （４）对于输入电压和负载的波动，系统的动态响应特性差。

如果将逆变器的开关频率增加到２０ｋＨｚ以上，则可以克服缺点（２）～（４）。

但由于工频变压器的体积和逆变器的开关频率无关，只和输出电压的频率有关，因而无法克服第一个缺点。

要克服第一个缺点，必须采用高频环节逆变技术。

２ 一种高频环节逆变技术 图２为一种采用了高频环节逆变技术的逆变器电路拓扑结构。

该电路主要由前后两级组成。

前级由两个双管正激变换器交错并联而成，功率开关Ｑ１、Ｑ２、二极管Ｄ１、Ｄ２、高频变压器Ｔ１、整流二极管Ｄ５构成一组双管正激变换器，将直流电压Ｅ变换为占空比小于０．５的直流脉冲电压，该脉冲电压时序和图３中Ｑ１、Ｑ２的控制信号Ｋ１的时序相同；功率开关Ｑ３、Ｑ４、二极管Ｄ３、Ｄ４、高频变压器Ｔ２、整流二极管Ｄ６构成另外一组双管正激变换器，同样将直流电压Ｅ变换为占空比小于０．５的直流脉冲电压，其时序和Ｑ３、Ｑ４的控制信号Ｋ２的时序相同；Ｋ１、Ｋ２的时序相反，相差半个开关周期，在ａ、ｃ两点得到两个双管正激变换器输出电压的交错之和，如图３中ｕａｃ所示，故将前级称为并联交错双管正激变换器。

概述本文档旨在介绍一种基于直流（DC）到交流（AC）逆变器的解决方案，逆变器用于将直流电源转换为交流电源。

这种方案适用于许多应用，包括太阳能发电系统、电动汽车充电系统等。

本文将详细介绍该逆变器方案的工作原理、设计要点以及实施步骤。

工作原理DCAC逆变器的工作原理基于电子器件的开关控制。

逆变器通过周期性地打开和关闭电子开关，将直流电源的电压转换为交流电压。

具体而言，逆变器将直流电源通过高频开关器件转换为方波信号，然后使用滤波电路将方波信号转换为纯正弦波交流信号。

设计要点1. 电子开关选择选择合适的电子开关器件对于逆变器的性能至关重要。

常用的电子开关器件包括MOSFET、IGBT等。

选择器件时需要考虑其最大电压、最大电流、导通电阻等参数。

此外，还需要注意开关速度和损耗情况。

2. 控制策略逆变器的控制策略影响其输出波形的质量和效率。

常见的控制策略包括脉宽调制（PWM）控制、谐波消除控制等。

选择合适的控制策略可以提高逆变器的输出质量和转换效率。

3. 滤波电路设计滤波电路用于将逆变器输出的方波信号转换为纯正弦波信号。

设计滤波电路时需要考虑滤波电容的选择、滤波电感的设计以及阻尼电阻的设置等因素。

合理的滤波电路设计可以减小谐波失真并提高输出质量。

4. 保护措施逆变器在运行过程中需要考虑各种保护措施，以确保其安全可靠。

常见的保护措施包括过压保护、过流保护、温度保护等。

在设计过程中，需要合理设置保护参数，并设置相应的保护电路。

实施步骤1. 确定需求在实施DCAC逆变器方案之前，需要明确具体需求，例如需要转换的直流电源电压、交流输出电压等。

2. 选取合适组件根据需求，选择合适的电子开关器件、滤波电容、滤波电感等组件。

在选取组件时，需要综合考虑其参数、性能和成本等因素。

3. 设计电路根据所选组件的参数和要求，设计逆变器的电路。

包括电子开关的驱动电路、控制电路、滤波电路等。

4. PCB设计将电路图转化为PCB布局，设计适合的PCB板以容纳所选组件。