摘要
DC/AC逆变器是应用功率半导体器件，将直流电能转换成交流电能的一种变流装置，供交流负载使用。因此，逆变技术在开发和利用的领域中有着至关重要的地位。
本设计则针对车载逆变电源，系统地论述了DC/AC车载逆变器技术的现状、发展、制作过程及应用。其中通过采用芯片TL494CN构成了该逆变电源的核心控制电路，以及在电路中选用了EI33型的高频变压器，大大降低了该逆变电源的成本及重量，逐步改善了逆变器的性能。整个电路将输入的12V的直流电通过二次频变转换成220V/50Hz的交流电后输出，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。
关键词：逆变器，TL494CN，高频变压器
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目录
摘要 ................................................................. I 第一章 绪论 .......................................................... 1 1.1 课题选题背景 ................................................... 1 1.2 逆变技术的现状及趋势 ........................................... 1 1.3 采用逆变技术的目的 ............................................. 1 1.4 采用逆变技术的优越性 ........................................... 2 第二章 课题有关内容的研究现状 ........................................ 4 2.1 逆变器主电路的基本形式 ......................................... 4 2.2 逆变电源的关键问题 ............................................. 4 2.3 车载逆变电源的现状 ............................................. 5 2.4 本章小结 ....................................................... 6 第三章 车载逆变电源原理 .............................................. 7 3.1 车载逆变电源的介绍 ............................................. 7 3.2 主要芯片介绍 ................................................... 7 3.2.1 TL494芯片简介.............................................. 7 3.2.2 TL494各引脚功能............................................ 9 3.2.3 TL494工作原理............................................. 10 3.3 逆变电源工作原理 .............................................. 12 3.3.1 逆变原理部分 .............................................. 12 3.3.2 保护电路部分 .............................................. 17 3.4 本章小结 ...................................................... 18 第四章 原理图绘制和电路板调试 ....................................... 19 4.1 PROTEL99介绍 .................................................. 19 4.2 原理图的绘制 .................................................. 19 4.3 PCB图的绘制 ................................................... 20
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4.4 实物的制作及调试 .............................................. 21 4.5 本章小结 ...................................................... 22 第五章 毕业设计总结 ................................................. 23 致 谢 ............................................................... 24 参考文献 ............................................................ 25 附录一 元器件参数表 ................................................. 26 附录二 封装库清单表 ................................................. 27 附录三 实物图 ....................................................... 29
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第一章 绪论
1.1 课题选题背景
近年来，电子电力技术发展迅猛，逆变电源广泛应用于日常生活，车载系统，邮电通信等领域。现代社会中，有车族在户外需要使用的电子设备越来越多,例如车用DVD、车用冰箱、手提电脑、手机充电器和各种电源适配器。在发达国家车载逆变电源是每辆车必须具备的。而在国内配备这种转换器的车辆还很少,加之每年汽车销售量居高不下,因而车载逆变电源转换器在国内将会有很大的市场前景。
1.2 逆变技术的现状及趋势
一般认为，逆变技术的发展可以分为如下两个阶段：
1956~1980年为传统发展阶段。这个阶段的特点是，开关器件以低速器件为主，逆变器的开关频率较低，波形改善以多重叠加为主，体积重量较大，逆变效率低，正弦波逆变器开始出现。
1980年到现在为高频化新技术阶段。这个阶段的特点是，开关器件以高速器件为主，逆变器的开关频率较高，波形改善以PWM为主，体积重量小，逆变效率高。正弦波逆变技术发展日趋完善。[1]
1.3 采用逆变技术的目的
采用逆变技术的目的使为了获得不同或变化形式的电能。 例如：
(1)由蓄电池中的直流电源获得交流电 如不间断电源（UPS）、应急灯电源等。 (2)由蓄电池中的直流电源获得多路稳定的直流电 如程控电话交换机的二次电源等各种通用DC/DC变换器。
(3)获得可变频率的交流电源 如交流电动机调速变频器等。 (4)实现电能量回馈，如电动机制动再生能量回馈有源逆变系统等。 (5)使电源设备小型化，高效节能，获得更好的稳定性和调节性能，如各种类型的直流电源变换器。
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(6) 利用感应涡流产生热量，如中频炉和高频感应加热（电磁灶等）。[2]
1.4 采用逆变技术的优越性
在现代逆变技术的应用领域中，许多用电设备和系统都有一个发展的过程。由磁放大式到硅二极管整流式，再到可控管（晶闸管）整流式，直到发展到逆变式，这不仅是因为现代电力电子技术的发展为逆变技术的采用提供了必要的条件，更重要的还是因为采用逆变技术有很多优越性：
(1)灵活的调节输出电压或电流的幅度和频率
通过控制回路，我们可以控制逆变电路的工作频率和输出时间比例，从而使输出电压或电流的频率和幅值按照人们的意愿或设备的工作要求来灵活的变化。
(2)将蓄电池中的直流电转换成交流电或其他形式的直流电
例如，不间断断电源设备再电网停电时，将蓄电池中的直流电逆变成交流电，供计算机等用电设备使用，不间断其工作，从而不会造成太大损失。
(3)明显的减少设备的体积和重量，节省材料
很多用电设备中，变压器和电抗器再很大程度上决定了其体积和重量.对于变压器有以下公式：
U=KfNSBm （1-1）
式中：U―绕组电压
K―波形系数（正弦波为4.44，方波为4） F―工作频率（HZ） N―绕组线圈匝数
S―变压器铁心的有效横截面积（㎡） Bm―铁芯工作最大磁密度（T）
由（1-1）公式可知，当U，K和Bm都不变时，NS与f成反比关系，既 NS=U/KBmf （1-2） 在功率变换电路中，U一般为市电级电压，变化不会太大，各种磁性材料允许的磁通密度也不会相差太大。但是，如果能将变压器绕组中所加电压的频率大幅度提高，则变压器绕组匝数与有效横截面积之积就会显著减小。比如，如果f有50HZ增加到50KHZ，提高1000倍，则NS将会减小为原来的千分之一，，假设
N变为原来的1/40，S变为原来的1/25，可见变压器的体积和重量明显的减小了，当然也节约了制作变压器的刚材和磁性材料。
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