太阳能交流电源设计报告

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1、《电子技术》课程设计报吿课题：太阳能交流电源班级电气1115学号1111205533学生姓名徐孟然专业电气及其自动化系别电子信息工程系指导教师电子技术课程设计指导小组淮阴工学院电子与电气工程学院2013年5月1、设计目的:a）培养理论联系实际的正确设计思想，训练综合运川已经学过的理论和生产实际知识去分析和解决工程实际问题的能力。b）学习较复朵的电子系统设计的一般方法，了解和掌握模拟、数字电路等知识解决电子信息方面常见实际问题的能力，由学牛口行设计、口行制作和口行调试。c）进行基本技术技能训练，如基本仪器仪表的使用，常用元器件的识别、测量、熟练运用的能力，掌握设计资料、于•册、标准

2、和规范以及使用仿真软件、实验设备进行调试和数据处理等d）培养学生的创新能力。2、设计要求:使用太阳能电板给锂电池充电，通过宜流交流转变电路实现12V--220V的转变。3、总体设计：逆变器（见图1）主要由MOS场效应管，普通电源变压器构成。其输岀功率取决丁ros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。下曲介绍该变压器的工作原理及制作过程。IC1IC2TRITR2TR3TR4TR5TR64069UB78L052SC18152SC18152SJ4712SK29562SJ4712SK2956OUT+5VINR6IKTR3C4t+ioo^rrFl

3、15AINPUTGND+12V0叫OUTPUTAC220VT114G12VGD7R310KR1100K13D0VmIK3.3KIICl+/77TR5220V*OTR6电路图(1)工作原理：这里介绍这个逆变器的工作原理。(1)、方波的产生这里采用CD4069构成方波信号发牛器。电路中R1是补偿电阻，用于改善市于电源电压的变化而引起的震荡频率不稳。电路的震荡是通过电容C1充放电完成的。其振荡频率为f=l/2.2RCo图示电路的最大频率为:fmax=l/2.2x103x2.2x10—6=62.6Hz,最小频率为fmin=l/2.2x4.3x103x2.2x10—6=48・0Hz。由于元

4、件的误差,实际值会略有差异。其它多余的发相器，输入端接地避免彫响其它电路。(2)、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TRI、TR2将振荡信号电压放大至0~12V。如图3所示。(1)、场效应管电源开关电路。场效应管是该装置的核心，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MOSFET,即MetalOxideSemiconductorFieldEffectTransistor（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。木文使用的是增强型MOS场效应管

5、，其内部结构见图4。它可分为NPN型和PNP型。NPN型通常称为N沟道型，PNP型通常称P沟道型。由图可看出，对于N沟道型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。但对于场效应管，其输出电流是由输入的电压（或称场电压）控制，可以认为输入电流极小或没有输入电流，这使得该器件令很高的输入阻抗，同时这也是我们称Z为场效应管的原因。金属半导体漏•极漏极栅极NS〃〃力W3C諒鳖JTJ源极N沟道场效应管C」斗氧化物源极P沟道场效应管图4为解释MOS场效应管的工作原理，我们先了解一下仅含一个P

6、—N结的二极管的工作过程。如图5所示，我们知道在二极管加上正向电压（P端接正极，N端接负极）时，二极管导通，其PN结有电流通过。这是因在P型半导体端为止电压时，N型半导休内的负电子被吸引而涌向加有正电压的卩型半导体端，而P型半导体端内的正电子则朝N型半导体端运动,从而形成导通电流。同理，当二极管加上反向电压（P端接负极，N端接正极时，这时在P型半导体端为负电压，正电子被聚集在卩型半导体端，负电子则聚集在N型半导体端，电子不移动，其PN结没有电流流过，二极管截止。图5对于场效应管（图6）,在栅极没有电压时，有前血的分析对知，在源极与漏极Z间不会有电流流过，此时场效应管处于截止状态（

7、图6a）。当有一个止电床加在N沟道的MOS场效应管栅极上时，由于电场的作川，此时N型半导体的源极和漏极的负电子被吸引出来而涌向栅极，但由于氧化膜的阻挡，使得电子聚集在两个N沟道Z间的P型半导体屮（见图6b）,从而形成电流，使源极和漏极之间导通。我们也可以想象为两个N型半导体之间为一条沟，栅极电压的建立相当于为他们之间搭了一座桥梁，该桥梁的人小由栅压决定。图8给出了P沟道场效应管的工作过程，其工作原理类似这里就不再重复。N图6下面简述一下川C-MOS场效应管（增强型MOS场效应管）