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重要性：求职面试、考研面试、以后的工作都是打好基础，起到很好的作用。 基于这一点，展开，引用李泽源老师的话：“现在知识面广，不可能面面俱到，搞的人很多。如果你想找到自己感兴趣的点，深入研究，自己做实验，在实验中发现问题，解决问题，然后展开。 首先介绍一下学习硬件电路的重要性和必要性：选择这个电路是有代表性的，因为桥式逆变电源在功率开关器件耐压要求的选择上可以稍微低一些，有更高的功率输出。 现在通常采用全桥逆变电路来实现更高的功率输出。 单相三相全桥逆变电路应用广泛（车载电源、航空电源、电信电源等各种开关电源；空调、电焊等各种电机调速机器等；变频器；牵引传动等 LM339、MUR8100、IRFP450主电路、控制电路工作原理、参数确定 2.PROTEL介绍、原理图绘制（计划三天半）仔细查看元器件包装，检查PCB的各种规则 4.焊盘调试（计划）两天半）调试需要两天半或更长时间，直到调整好，完成后带走自己的工作。 晶闸管：只能控制导通，不能控制关断。 什么是MOSFET？ 翻译成中文就是《金属氧化物半导体场效应晶体管》。

它是由三种材料制成的器件：金属、氧化物（SiO2 或 SiN）和半导体。 所谓功率MOSFET（PowerMOSFET）是指能输出较大工作电流（几安到几十安），用于功率输出级的器件。 MOSFET MOSFET MOSFET内部电容和二极管MOSFETMOS导通瞬间的结构，由于D和S之间近似短路，G和D之间的电容可以看作是G和S之间的电容，G极驱动电路对其充电随即，从而产生驱动电压振荡现象。 为了防止MOSFET产生振荡，串联起来。 一般电阻值较小。 振荡过大可能会击穿G和S之间的氧化层。也可以接一个稳压管来防止振荡。 为什么？ 通常在 MOSFETG-S 之间并联一个电阻。 选择这个电阻的依据是什么？ 这个电阻的主要作用是防止静电损坏MOS，这是由GS（U=Q/C）之间的小结电容引起的，也就是说，即使有很小的静电电荷也可能产生很大的电压，并且MOSFET将被损坏。 该电阻提供寄生电容充放电通道。 这个电阻是必需的，而且非常重要。 一般来说，取一个10k或5.1K就可以适应大多数情况的IGBT IGBT：可控导通、可控关断型场效应晶体管）组成的复合全控电压驱动型功率半导体器件，其优点是输入阻抗高MOSFET和GTR导通压降低，（输入很MOSFET，输出很PNP三极管）GTR饱和电压低，载流密度大，但驱动电流大； MOSFET驱动功率小，开关速度快，但导通压降大，载流密度小。

IGBT综合了以上两种器件的优点，即：驱动功率小，开关速度快，而优良的IGBT饱和电压低、容量大的驱动方式与MOSFET基本相同。 IGBT 的开关速度低于 MOSFET，但明显高于 GTR。 . 非常适用于直流电压600V及以上的转换系统，如交流电机、变频器、开关电源、照明电路、牵引传动等领域。 电阻：导体对电流的电阻称为电阻，用符号R表示，单位有欧姆、千欧姆、兆欧姆，分别用Ω、kΩ、MΩ表示。 电阻器的分类一类：固定电阻器（R）、电位器（W）、敏感电阻器、贴片电阻器另一类分类如下： 1、线绕电阻器：一般线绕电阻器、精密线绕电阻器、大功率线绕电阻器、高频线绕电阻器。 2、薄膜电阻器：碳膜电阻器、合成碳膜电阻器、金属膜电阻器、金属氧化膜电阻器、化学沉积膜电阻器、玻璃釉膜电阻器、金属氮化膜电阻器。 3、实心电阻器：无机合成实心碳素电阻器、有机合成实心碳素电阻器。 4、敏感电阻器：压敏电阻器、热敏电阻器、光敏电阻器、力敏电阻器、气敏电阻器、湿敏电阻器。 电阻器的主要特性参数：标称阻值、允许误差、额定功率、额定电压、最大工作电压、温度系数、老化系数、电压系数、噪声等。 1、标称电阻值：电阻器上标注的阻值。 2、额定电压：电阻值与额定功率换算的电压。

3、最大工作电压：允许的最大连续工作电压。 在低气压下工作时，最高工作电压较低。 4、温度系数：若电阻值随温度升高则为正温度系数，否则为负温度系数。 5、额定功率：在90-106.6KPa的正常大气压和-55℃至+70℃的环境温度下，电阻器能长期耗散的最大功率。 线绕电阻的额定功率系列有（W）：1/20、1/8、1/4、1/2、1、2、4、8、10、16、25、40、50、75、100、 150、250、500无线绕电阻额定功率系列为（W）：1/20、1/8、1/4、1/2、1、2、5、10、25、50、100固定电阻额定功率标称系列有：1/8、1/4、1/2、1、2、5、10W。 小电流电路一般采用1/8、1/4、1/2电阻，而1W以上的大电流电路中常采用电阻。 电阻器额定功率的识别方法一：对于有标示功率的电阻器，可根据标示的功率值来识别功率，如“10W330RJ”表示额定功率为10W，电阻值为330。误差方法二：对于没有标注功率电阻的电阻，可以根据其长度和直径来判断。 长度和直径越大，功率越大。 见下表： 电阻器额定功率的识别 电阻器功率与长径的关系 识别方法 3、在电路图中，为了表示电阻器的功率，一般在电阻器符号上标出一些符号。 设备上的标识和功率值如图所示，1W以下用线表示，1W以上直接用数字表示。

电阻器阻值标示方法 1、直接标示法：用数字和单位符号在电阻器表面标出阻值，允许误差直接用百分数表示。 如果电阻上没有发现偏差，则为 20%。 1). 数值+单位+误差：如1210%。 2）用单位表示小数点：1k2表示1.2KΩ，3M3表示3.3MΩ，3R3（3Ω3）表示3.3Ω，R33（Ω33）表示0.33Ω，电阻阻值标示方法二，文字符号法：使用阿拉伯语数字和两个符号的规则组合表示标称电阻值，允许偏差也用符号表示。 符号前面的数字表示整数电阻值，后面的数字依次表示小数点后第一位电阻值和小数点后第二位电阻值。 表示允许误差的文字符号，如：DFGJKM分别表示允许偏差：0.5% 1% 2% 5% 20% 电阻器阻值标示法 3、数字法：在电阻器上用三位数字表示标称值。 标记方法。 数字从左到右，第一、二位为有效值，第三位为指数，即零的个数，单位为欧元。 偏差通常以文字符号表示。 例如：100表示​​10Ω，103表示10KΩ，105表示1MΩ，多用在贴片电阻上。 贴片电阻的阻值有两种表示方法： 1）在2位数字后加R：（单位为Ω）。 两位数字为两个有效字符，R 表示两个有效数字之间的小数点。 比如10R代表1.0Ω，41R代表4.1Ω，89R代表8.9Ω。 在2位数字中间加R：（单位为Ω）。 例如1R0为1.0Ω，1R3为1.3Ω，1R5为1.5Ω。 电阻器阻值标示法 4、色标法：在电阻器表面用不同颜色的带状或点状及允许偏差标出标称阻值。

国外电阻大多采用色标法。 棕1，红2，橙3，黄4，绿5，蓝6，紫7，灰8，白9，黑0，金5%，银10%，无色-20%电阻器电阻值标记方法当电阻器有四环时，最后一环必须是金或银，前两位为有效数字，第三位为功率数，第四位为偏差。 当电阻为五环时，最后一环与前四环的距离比较大。 前三位为有效数字，第四位为功率数，第五位为偏差。 电阻器阻值标记法（色环法）判断色环排列顺序： 1）四环电阻器的第四环为误差环，一般为金色或银色，所以如果色环靠近管脚电阻的金色和银色，色环为第四环； 2）标有标准色环的电阻器，最后一环与倒数第二环的距离一般较远； 3）色环电阻的阻值一般小于10M，如果值大于10M，会导致色环顺序判断错误。 电容器：电容器是电子设备中广泛使用的电子元器件之一，广泛应用于隔直、耦合、旁路、滤波、调谐回路、能量转换、控制电路等。用C表示电容，单位为电容有法拉 (F)、微法 (uF) 和皮法 (pF)。 电容器的分类 1、按结构可分为固定电容器、可变电容器和微调电容器三大类。 2、按电解质分类有：有机介质电容器、无机介质电容器、电解电容器和空气介质电容器。

3、按用途分有：高频旁路、低频旁路、滤波、调谐、高频耦合、低频耦合、小电容等。 常用电容铝电解电容、钽电解电容、薄膜电容、陶瓷电容、独石电容、纸质电容、微调电容、陶瓷电容、玻璃釉电容电容极性：长脚为正，短脚为负。 或标有“+”“—”的电容器主要特性参数 1、标称电容量及允许偏差标称电容量是电容器上标示的电容量。 电容器的实际电容量与标称电容量的偏差称为误差，在允许范围内的偏差称为精度。 精度等级与允许误差的对应关系：00(01)-1%、0(02)-2%、-5%、-10%、-20%、-(+20%-10%)、-(+50 %-20%), - (+50%-30%) 一般电容器常用的牌号，电解电容器用的牌号，牌号根据用途选择。 电容器的主要特性参数 2、额定电压可连续加在电容器在最低环境温度和额定环境温度下的最高直流电压有效值。 一般直接标注在电容器外壳上。 如果工作电压超过电容器的耐压，电容器就会击穿。 造成无法弥补的永久性损害。 电容器的主要特性参数 3、绝缘电阻 直流电压加在电容器上，产生漏电流。 两者之比称为绝缘电阻。 电容较小时，主要取决于电容器的表面状态。 当容量>0.1uf时，主要取决于介质的性能，绝缘电阻越大越好。

电容时间常数：为了正确评价大容量电容器的绝缘性，引入了时间常数，它等于电容器的绝缘电阻与容量的乘积。 直接在电容上标出容量值和容量单位，“2200uF，63V”，“68nJ”表示68nF，J表示误差为5%。 电容器容量标示法 2）小数点标示法：容量较大的无极性电容器常采用小数点标示法。 十进制表示法的容量单位是uF。 例如0.01表示0.01uF，.033表示0.033uF，有的电容用u,n,p表示小数点，同时指定容量单位，如P1,4n7,3u3分别表示0.1pF， 4.7nF、3.3uF，如果用R表示小数点，单位就是uF，比如R47表示空的地方就是0.47uF。 电容标示法 3）整数标示法 容量小的无极性电容器常采用整数标示法，单位为pF。 如果整数最后一位为0，如标示“330”，则表示该电容的容量为330pF； 如果整数的最后一位不为0，如标记“103”，则表示容量为10*10 pF。 例如，“223”表示 22000pF。 如果整数的末尾是9，则表示10 -1 而不是109。例如，“339”表示3.3pF。 4）颜色代码表示。 与阻力符号相同。 整流器额定电压的确定：整流器的额定电压应在最高输入电压有效值的3倍以上。 二极管。

整流桥选择）整流桥额定电流的确定：考虑电网电压波动（10%波动），最小整流滤波电压为：Uin,min=(220-22)198=279V，取其平均值二极管的正态电流为：由于整流器输入电压的瞬时值小于滤波电容上的电压（整流后的输出电压），整流器不导通，使输入电流变为窄脉冲2~4ms。 这获得了所需的整流输出电流，对于该电流的窄脉冲，其幅度将很高。 279300 输入电流峰值与有效值之比通常称为形状因数。 交流220V输入整流器直接整流时，形状因数约为2.6，大于正弦波。 整流器输出电流有效值与平均值之比为2~2.2全桥逆变器电路，大于正弦波的1.1，峰值电流与平均值之比约为5.5~6。 因此，在选择整流器的额定电流时，整流器的额定电流应为输出电流的3~10倍。 所以选择：5A/700V整流桥。 主电路工作原理及设计（滤波电容选择） 无极性电容Cin2的确定：为了给逆变器提供平滑的直流电压，必须在输入整流电路和逆变器之间加一个滤波电容，以减小整流后直流输出的交流分量。 滤波电容一般采用电解电容，由于滤波电解电容自身串联等效电阻（Res）和串联等效电感（Les）的存在直接影响滤波效果，所以在其中接一个高频无极性电容Cin2并联在电解电容Cin1的两端，使高频交流分量通过Cin2。

主电路工作原理及设计（滤波电容选择） 高频干扰电容Cin2的容量很难确定，因为高频干扰包括电网的干扰和电源的干扰,通常可以选用Cin2=2(15%)μF或其他这个量级的电容,只要满足电容Cin2的峰值耐压即可,峰值耐压Up=600V)。 （取2μF/630V） 主电路工作原理及设计（滤波电容的选择） 输入电压为85~265V时，滤波电容的最大整流输出电压可达370V，因此应选用不低于400V的电解电容。 为了限制滤波电容整流滤波后的输出电压纹波，正确选择电容值非常重要。 通常滤波电容的容量选择为输入电压下的输出功率：不小于1uF/W（即大于等于1uF/W）。 计算依据：交流输入最低时，整流输出电压最小值不小于200V，相同输入电压下整流滤波输出电压约10ms，电压差40V，每半个周期（ 10ms)，整流器的导通时间约为2ms，剩下的8ms是滤波电容的放电时间，负责向负载提供全部电流，即：是负载电流(A)，t是电容供电电流时间（s）； ΔV为允许峰值纹波电压（V） 10200 40 10 为1uF /W。 实际选用一只标称值为220μF/450V的电容。

主电路的工作原理和设计（开关管的选用） 额定电压的确定：根据经验，对于不同的电路拓扑结构和不同的控制方式，要求开关管的额定电压不同。 不同输入电压条件下开关管的额定电压与电路拓扑和控制方式的关系如下： 不带PFC功能的交流市电：桥式变换器：400~500V； 推挽转换器：800~900V； 终端正向/反激式转换器：600~700V； 带有源钳位的单端正向转换器：600V。 主电路工作原理及设计（开关管的选用） 带PFC功能的交流市电。 桥式转换器：500~600V； 推挽转换器：900~1000V； 单端正激/反激转换器：800V； 有源钳位单端正激式转换器：800V DC 48V电压系统（35~75V）桥式转换器：80V； 推挽转换器：200V； 单端正激/反激转换器：200V； 所以选择电压值为500V的MOSFET。 主电路工作原理及设计（开关管的选用） 交流220V电压，考虑电源电压的变化范围，开关管耐压选用500V时，其最大占空比约为0.37 ，每流过开关管1A电流可输出110~120W的输出功率。 因此，在本设计中，每只开关管需要流过额定电流超过2A，峰值电流可能达到2.8A左右，开关管的额定电流应达到峰值电流的3~4倍，即8.4~11.2A。 MOSFET管IRF450、IRF640、IRF740、IRF840、IRFBC40电压：500、200、400、500、600V，额定电流：14、28、18、10、8、6.2A综上所述，选择MOSFET管IRF450(14A/500V) （封装TO247） 主电路工作原理及设计（吸收吸收电路） 电源主电路吸收电路用于吸收关断浪涌电压和续流二极管反向恢复浪涌电压。

在某些应用中，吸收电压还可以降低开关管的开关损耗。 通常有三种典型的缓冲电路，RC、RCD|、C。选择时要考虑电源电路的大小来选择相应的缓冲电路。 我们选择 RCD 作为吸收缓冲。 主电路（缓冲电路）工作原理及设计 主电路（缓冲电路）工作原理及设计 其中，为最大漏极电流（A）； trv 为最大漏极电压上升时间（s）； tfi 为最大漏极电流下降时间（s）； VDS 是最大漏极和源极电压 (V)。 根据上式计算电容值，DS fi rv 487500 10 3049 DSfi rv PF主电路工作原理及设计（缓冲电路） C的取值需要足够大，使开关管电压上升足够缓慢，以保证开关管不被击中。 而C因为损耗不能太大，R的大小也没有特殊要求，R越小，C的放电速度越快。 只需保证下次开关管关断时C在Ton时间内将电荷放完即可。 综上所述，选用1000PF/630V电容。 主电路（缓冲电路）ton/3C的工作原理及设计，其中ton为开关管的最小导通时间； C是缓冲电路中的电容值。 当逆变频率为40kHz时，占空比D=ton/t=tonf，ton/3C=160us 1040 02 选用电阻所需的最大功率：电阻的功率往往计算得比较大。

考虑到短路时吸收电路工作，放电电压（电流）呈指数下降，选择大功率无感电阻即可。 选用150/5W主电路工作原理及设计（缓冲电路） 快恢复二极管（FRD）反向恢复时间短（一般为数百纳秒），正向压降约为0.6-1.2V。 利用大电流和高反向峰值电压的特点，有效吸收开关管在通断时产生的浪涌。 3710 7310 死区时间：我们用IR2110来驱动如图所示的半桥电路。 图中C1和VD1分别为自举电容和二极管，C2为VCC的滤波电容。 假设在 S1 关断期间 C1 已经充电到足够的电压（VC1 VCC）。 当HIN为高电平时，VM1导通，VM2关断，VC1加在S1的栅极和发射极之间，C1通过VM1、Rg1和S1栅-栅电容Cgc1放电，Cgc1充电。 此时VC1可以起到有效的电压源的作用。 当HIN为低电平时，VM2导通，VM1关断全桥逆变器电路，S1栅极电荷通过Rg1和VM2快速释放，S1关断。 经过短暂的死区时间（td）后，LIN为高电平，S2导通，VCC通过VD1对C1充电，S2快速对C1充电，为C1补充能量。 等等等等。 自举电容IGBT和PM（POWER MOSFET）的设计具有相似的栅极特性，都需要在导通时在极短的时间内为栅极提供足够的栅极电荷。

假设器件开启后，自举电容两端的电压高于器件完全开启所需的电压（10V，高边锁定电压为8.7/8.3V），并且有一个1.5自举电容充电路径中的 V 电荷。 压降（包括VD1的正向压降），假设有1/2的栅极电压（栅极阈值电压VTH通常为3~5V）由于漏电流引起压降。 那么，对应的自举电容可以用下式表示： 例如IRF2807完全导通时，需要的栅极电荷Qg为160nC（可从IRF2807电特性表中查到），Vcc为15V，那么： 这样，C1约为0.1μF，设计中可以选用C1为0.22μF或更大、耐压大于35V的独石电容。 自举二极管的选择 自举二极管是一个重要的自举器件。 它应该能够在高侧器件开启时阻断直流轨上的高压，并且应该是一个快速恢复二极管，以减少从自举电容到电源 Vcc 的反馈电荷。 二极管经历的电流是栅极电荷和开关频率的乘积。 为减少电荷损失，应选用反向漏电流小的快恢复二极管。 如果电容器需要长时间存储电荷，则高温反向泄漏很重要。 二极管耐压的选择可根据后续功率MOSFET管的要求来确定，其最大反向恢复时间trr应小于或等于100ns，选择BYV26C（封装DO-41）接LM339的功能到上拉电阻：LM393是集电极输出，没有上拉电阻就没有高电平。 原电流检测电路中，LM339输出端有一个抗二极管5V/0.5W，但调试无法调节，断开即可调试，但没有它原理是不完整的。 LM339输出低电平时，抗二极管不能击穿阻断，电阻R6防止输出电平抖动； 当输出为高电平时，IN4148短接电阻，击穿反二极管起到阻断作用。