基于555時(shí)基電路的電源逆變器設(shè)計(jì)

江麗++唐均山

DOI：10.16661/j.cnki.1672-3791.2017.25.039

摘 要：集成時(shí)基電路又稱為集成定時(shí)器或555電路，555電路常常作為秒脈沖信號(hào)或多脈沖信號(hào)產(chǎn)生電路，是一款集數(shù)字、模擬混合型的集成電路。交流電的產(chǎn)生主要有兩類方式：一類是由交流發(fā)電機(jī)產(chǎn)生，另一類是用含電子器件的電子振蕩器產(chǎn)生；本文利用555時(shí)基電路的多諧振蕩工作原理設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)一種555電源逆變器，是一種可以把直流轉(zhuǎn)換成交流的電源逆變器，可實(shí)現(xiàn)直流電源供電，交流電源輸出，且交流電頻率可調(diào)、工作穩(wěn)定性好。

關(guān)鍵詞：555 集成電路 時(shí)基電路 振蕩器 逆變器

中圖分類號(hào)：TM91 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1672-3791（2017）09（a）-0039-02

時(shí)基電路或脈沖信號(hào)源在電路或系統(tǒng)設(shè)計(jì)中是不可或缺的，集成時(shí)基電路又稱為集成定時(shí)器或555電路，是一種秒脈沖產(chǎn)生電路，也可作為多脈沖產(chǎn)生電路，由于內(nèi)部電壓標(biāo)準(zhǔn)使用了3個(gè)5K電阻，故取名555電路。本文設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)一款電源逆變器，實(shí)現(xiàn)直流電源輸入，交流電源輸出的功能。基于555時(shí)基電路的多諧振蕩器工作原理，即利用電子器件的電子振蕩器產(chǎn)生的交流電輸出，且交流輸出頻率可調(diào)，最低頻率可至10Hz[1]。

1 電源逆變器的設(shè)計(jì)

1.1 占空比可調(diào)的多諧振蕩器

電路如圖1所示，二極管D1、D2作用各不同，當(dāng)對(duì)電容進(jìn)行充電時(shí)，D1導(dǎo)通D2截止。當(dāng)電容充電完成進(jìn)行放電時(shí)，D2導(dǎo)通D1截止。二極管D1、D2構(gòu)成了不同的充、放電回路。要想獲得輸出占空比為50%的方波信號(hào)，按以下公式可推導(dǎo)得出電路中RA等于RB[2]。

占空比 P=

1.2 頻率可調(diào)的多諧振蕩器

電路如圖2所示，利用外電路配置可以形成充、放電回路，當(dāng)對(duì)C1充電時(shí)，充電電流先經(jīng)過(guò)R1，此時(shí)D1導(dǎo)通，D2截止、流經(jīng)RW2和RW1；構(gòu)成了充電回路。放電時(shí)先流過(guò)RW1、RW2，此時(shí)D2導(dǎo)通，D1截止、再經(jīng)過(guò)R2構(gòu)成放電回路。如果R1=R2、RW2調(diào)至中心點(diǎn)，充電與放電的時(shí)間基本相等，其占空比約為50%，此時(shí)調(diào)節(jié)RW1僅改變頻率，占空比不變[3]。設(shè)置占空比調(diào)節(jié)RW2，此時(shí)RW1不變，即頻率不變。在設(shè)計(jì)和調(diào)節(jié)電路時(shí)，可以首先調(diào)節(jié)RW1使頻率，達(dá)到電路的設(shè)計(jì)值，再調(diào)節(jié)RW2，設(shè)置電路需要的占空比。

2 電源逆變器的設(shè)計(jì)

電源逆變器的硬件設(shè)計(jì)原理圖如圖3所示，電路使用了555集成電路ICM7555構(gòu)成了一個(gè)振蕩器，振蕩器生成的交流信號(hào)經(jīng)過(guò)三極管Q4和Q5的放大后，由電解電容C10和電感L1耦合到升壓變壓器T1的初級(jí)，調(diào)節(jié)電位器RP1使交流信號(hào)的頻率約為50Hz。調(diào)節(jié)電位器RP1可以改變交流電源的輸出頻率[4]。

555振蕩電路中集成電路ICM7555采用6V直流電源供電，經(jīng)過(guò)555振蕩電路產(chǎn)生一個(gè)頻率50Hz，輸出電壓約為2V左右的交流電源。輸出的交流電接入變壓器的輸入級(jí)，變壓器初級(jí)線圈為24V、次級(jí)線圈為115V，所以升壓的倍數(shù)為115/24=4.8。若輸入的電壓為2V，變壓器的次級(jí)線圈上得到約2V×4.8=9.6V左右的交流電源。

參考文獻(xiàn)

[1] 門宏.555時(shí)基實(shí)用電路解讀[M].化學(xué)工業(yè)出版社，2012.

[2] 陳永甫.多功能集成電路555經(jīng)典應(yīng)用實(shí)例[M].電子工業(yè)出版社，2009.

[3] 楊欣，王玉鳳，劉湘黔.電子設(shè)計(jì)從零開(kāi)始[M].清華大學(xué)出版社，2005.

[4] 陳有卿，葉桂娟.555時(shí)基電路原理、設(shè)計(jì)與應(yīng)用[M].電子工業(yè)出版社，2007.endprint