便携式逆变器用于直流电变换成的交流电。在设计中，部分采用反激式升压整流结构，变压器采用型功率铁氧体磁芯变压器，侧采用半桥式逆变结构。在本设计中还应用了波对直流升压侧进行调制。在半桥逆变部分，用单片机生成波对逆变进行脉宽调制，其优点在于调制出来的电压信号谐波分量小功率因数高电压波形更接近正弦波。本课题所设计的产品主要用于解决便携式数码产品和手机的充电问题。因为在有些环境之下，并不能够找到可以为上述产品充电的交流电源，比如在汽车中和旅途中往往只能够提供直流电源。本产品很好的解决了这类问题，所以本产品的市场推广前景很好。关键词变压器第章绪论课题背景课题研究的相关理论概述及方案的初选系统框图的确定第二章电路的设计电路的相关理论变换器的拓扑类型单管反激式变换器反激式变压器的设计设计用基本参数设置及变压器的设计变压器设计的定量计算变压器材料调制电路的设计的介绍的工作原理第三章电路设计半桥型逆变电路半桥电路的定量分析半桥电路的元器件选择第四章调制电路的设计正弦波脉宽调制正弦波脉宽调制简介脉宽调制的优点脉宽调制的生成方法改进型生成技术的介绍的软件实现的硬件实现硬件实现的方法硬件电路的介绍第五章结论参考文献附录谢辞第章绪论课题背景随着人们生活水平的提高，人身边的手机及数码类产品逐渐增多。所以解决此类产品的充电问题尤为重要。绝大部分场合下，都可以找到可用的交流电源。但身处部分场合并不能提供交流电源。如在火车上汽车中往往只提供或的直流电源。因此给这些经常需要随身充电的人士带来了很大的不便。同时电力电子技术的进步，尤其是软开关技术功率管的关断导通频率的增高和技术的进步。使得生产出便携式的逆变电源成为可能。本课题所研究的便携式逆变器，可以方便的在上述场合实现对数码产品和手机的充电问题。课题研究的相关理论概述及方案的初选在本课题中，所要运用的理论部分主要涉及电力电子技术变压器的选择脉宽调制的相关理论及单片机的运用知识。在电力电子部分主要涉及斩波电路的选择及设计逆变电路的选择及设计。变压器的选择涉及变压器磁芯的选型参数的计算与变压器的磁芯的绕制。脉宽调制的运用，主要运用生成芯片构建生成电路及反馈电路。单片机的运用主要涉及单片机生成对逆变电路进行调制。系统框图的确定系统框图如图所示图系统框图整个系统框图分为两个大的部分即变换部分和逆变部分。在部分对直流进行升压。通过反激式变换器实现升压功能，其中的调制芯片及完成对直流信号进行的调制，使其成为的脉冲信号，提高频率以减小变压器的体积，还通过反馈回路，构建个完整的闭环系统，以保证整个系统的输出电压的稳定性。环节送出的高压直流信号通过整流二极管和送入逆变部分。逆变结构采用半桥式逆变结构。通过正弦脉宽调制生成正弦波信号。其生成的正弦波信号具有谐波分量小和输出波形接近正弦波的优点。框图中的电路部分用于生成的单片机和看门狗电路的供电。直流电源脉宽调试芯片脉宽调制芯片交流驱动驱动第二章电路的设计电路的相关理论变换器的拓扑类型六种基本拓扑结构变换器包括六种基本的拓扑结构降压和升压是变换器的两种最基本的拓扑。其他形式还包括型型型变换器由和组合而成型变换器由和组合而成。电气隔离型由基本的型变换电路和基本的型变换电路可以拓展为电器隔离型的变换器。包括单管正激式并联交错正激式推挽式推挽正激式双管正激式。单管反激式变换器介绍反激变换器拓扑在到的小功率场合中得到广泛的应用。这个拓扑的重要优点是在变换器的输出端不需要滤波电感，从而节约了成本，减小了体积。在以往些中文参考资料的叙述中，由于同时涉及电路和磁路的设计，容易造成设计过程中的混乱，反激变换器电路本身的些特性却没有得到应有的体现。不连续模式反激变换器的基本原理反激式电路的基本结构如图所示。反激变换器在开关管导通期间，变压器储能，负载电流由输出滤波电容提供。在开关管关断期间，储存在变压器中的能量转换到负载，提供负载电流，同时给输出滤波电容充电，并补偿开关管导通期间损失的能量。图反激式电路的基本拓扑结构电路的工作过程如下当导通，所有线圈的同名端带相对于非同名端不带是负极性。输出整流二极管反向偏置，输出负载电流由输出滤波电容提供。在导通期间，原边上施加了个固定的电压这里假设开关管的导通压降是，并且流过以斜率线性上升的电流，这里是原边的磁化电感。在导通时间的最后，原边电流上升到。当关断，磁性电感上的电流强制使所有线圈上的极性反向。假设这时没有从次级绕组，只有主次级绕组，由于电感中的电流不能瞬时改变，在关断的瞬时，原边电流转换到次级，幅值为。经过几个周期以后，次级电压已经建立。随着关断，上的同名端为正极性，电流从同名端流出，并且线性地下降，斜率为，其中是次级电感。如果次级电流在下个导通时间之前下降到，则储存在原边电感的能量全部释放到负载，称这个电路工作于不连续模式。连续模式与不连续模式的工作特性不同，由于不连续的情况出现了电流的断流，所以输出的波形会受到定的影响。但由于连续工作模式下需要非常的电容元件，成本较高。所以在对输出波形要求不高的场合完全可以采用不连续工作模式。图不连续工作模式下的波形单管反激式电路的基本形式反激式电路的基本形式非常简单，基本电路包含反激式变压器功率管整流二极管大的滤波电容和原边的保护结构。本设计实现的电路的设计如图所示图反激式升压电路本设计电路中元件的选择选用的是，它的，开启电压是。变压器两端所加的消耗电路中的二极管是，当原边储存较大电压时，为了保护不被反向激起的电压激坏，所以构建消耗回路以保护同时串联两个的快速关断稳压二极管，把反激电压稳定在定的范围之内。副边串联的肖特基整流管可以选择的。反激式变压器的设计设计用基本参数设置及升压到已知开关频率输出功率效率为变压器传递功率为变压器绕组导线变压器的设计变压器种类的确定本设计在侧采用的波对其进行调制，考虑到工作频率越高时变压器的体积越小。所以选用铁氧体变压器进行变压。选用型铁氧体磁芯。其结构如图所示。表给出了型变压器磁芯的具体参数。图型磁芯结构参数图表型磁芯规格及参数型号本设计的负载功率为。型变压器所带的负载功率为，符合本设计的要求。变压器设计的定量计算根据型变压器磁芯计算本试验所用变压器的参数，计算过程如下计算原边副边绕组的最小匝数式中最小原边匝数导通时间，最大磁通密度磁芯的最小横截面积计算过程匝原边匝副边的逆变结构为半桥结构，所以选用的电压为匝新的反激电压每匝是计算占空比式中的导通时间总周期，新的副边每匝反激电压原边每匝正向电压计算原边电感平均电流输入功率导通周期的平均电流总周期导通周期原边电感知道了和以后可以根据曲线得到计算得从而根据下列公式计算气隙尺寸在此，气隙总长度磁芯相对磁导率原边匝数磁芯面积原边电感，。计算得检验磁芯磁通密度和饱和裕度计算磁芯饱和裕度使用伏秒方程，计算交流磁通，并在最大负载和最小输入电压的输入功率下，计算或测量导通时间值及所加的电压，如下在此导通时间，原边匝数磁芯面积交流峰值磁通密度，计算得使用螺线管方程和有效的分量表示为导通初期电流的幅值，计算分量。假定磁芯的所有磁阻都集中在气隙，将得到明显较高的磁通密度保守值。使用螺线管方程可得到其近似值。在此，原边匝数有效电流气隙总长度磁通密度，和磁通密度的叠加使磁芯出现峰值。而磁通密度的上限为，由此可见磁通密度的利用率比较高。计算绕组线径原边线径的选择副边线径的选择变压器材料铁芯有许多形状的铁芯但反激式变压器般选用型铁心，原因是它的成本低，易使用。骨架对骨架的主要要求是确保满足爬电距离，初次级穿过磁芯的引脚距离要求以及初次级面积距离的要求。骨架要用能承受焊接温度材料制作。绝缘胶带聚酯和聚酯膜是用作绝缘胶带最常用的形式，它能定做成所需的基本绝缘宽度或初次级全绝缘宽度例如或。励磁导线励磁导线的护套首选尼龙聚亚安酯，它在和熔化的焊料接触时阻燃，这样就允许变压器浸泡在焊料锅中。不建议使用标准的瓷釉导线，由于在焊接前要剥去绝缘层。层绝缘导线在层绝缘结构中次级绕组导线使用层绝缘材料，和励磁导线相似主导线是单芯，但是它有不同的层结构，即使三层中任意两层接触都满足绝缘要求。护套边沿空隙结构变压器绕组的首尾端需要保护套。保护套必须经过相关的安全认证至少有壁厚以满足绝缘要求，由于热阻要求通常使用热缩管，要确保在焊接温度是不被熔化。调制电路的设计的介绍是美国德州仪器公司生产的种电压驱动型脉宽调制控制集成