專利名稱：一種高效率逆變器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及逆變器。
背景技術(shù)：
逆變器是將直流電轉(zhuǎn)換為交流電的ー種裝置，屬于移動(dòng)型電源裝置?，F(xiàn)在，為了穩(wěn)定交流輸出電壓，逆變器裝置的應(yīng)用越來越廣泛。使用逆變器裝置時(shí)，為了穩(wěn)定輸出電壓，通常采用電壓波形反饋的方式進(jìn)行電壓控制，如出現(xiàn)過的一種逆變器裝置，其采用了 PWM技術(shù)，將輸出電壓的波形反饋給輸出PWM信號(hào)的脈沖寬度調(diào)制電路中，其中，輸出波形的反饋控制裝置是以模擬電路實(shí)現(xiàn)的，但是，利用模擬電路，其構(gòu)成部件的數(shù)目多，因此，各個(gè)部件的偏差造成的輸出電壓的偏差大，最終的輸出電壓也不穩(wěn)定，另外，為了能得到模擬信號(hào)，需要串入ー電阻，此電阻將會(huì)消耗部分能量形成無功功率，造成了能量的損失?；谏鲜鋈毕?，人們對(duì)上述逆變器裝置進(jìn)行了改進(jìn)，如在公開號(hào)為1407714A申請(qǐng)日為2002. 9.
公開日為2003. 4. 2的專利文獻(xiàn)中公開了ー種逆變器裝置包括變換器、逆變器、低通濾波器、電壓檢測(cè)單元、電壓波形檢測(cè)單元、SCR驅(qū)動(dòng)電路、FET驅(qū)動(dòng)電路及CPU，變換器用于輸出直流高壓，逆變器用于將直流高壓轉(zhuǎn)換為交流并輸入低通濾波器中，由低通濾波器輸出正弦交流電，此逆變器裝置在工作時(shí)，通過電壓檢測(cè)單元檢測(cè)變換器輸出電壓，并將電壓檢測(cè)信號(hào)輸入到CPU中，通過CPU控制SCR驅(qū)動(dòng)電路控制變換器中的晶閘管導(dǎo)通角，使得變換器輸出的電壓為一預(yù)定值，與此同時(shí)，電壓波形檢測(cè)單元將逆變器輸出端的電壓波形反饋給CPU，通過CPU的計(jì)算將指令傳給FET驅(qū)動(dòng)電路中，通過FET驅(qū)動(dòng)電路控制并改變PWM的脈寬，從而達(dá)到穩(wěn)壓的目的。由上述的結(jié)構(gòu)和原理可知，變換器的輸出端始終保持ー預(yù)設(shè)定值，即直流高壓是穩(wěn)定的，此結(jié)構(gòu)的變換器裝置是通過改變PWM脈寬來實(shí)現(xiàn)穩(wěn)壓的，其具體過程是，CPU對(duì)采集的電壓波形進(jìn)行逐點(diǎn)計(jì)算，并將計(jì)算結(jié)果進(jìn)行處理、對(duì)比，根據(jù)處理、對(duì)比的結(jié)果通過FET對(duì)逆變器進(jìn)行控制，如圖I和圖2所示，使PWM脈寬發(fā)生變化，在此過程中，由于CPU的處理速度和能力有限，而CPU需要對(duì)采集的電壓波形進(jìn)行逐點(diǎn)計(jì)算，因此，從電壓波形采集到控制PWM脈寬發(fā)生變化會(huì)出現(xiàn)時(shí)間滯后的現(xiàn)象，且CPU的計(jì)算精度也難以保證，從而造成穩(wěn)壓的效果差，出現(xiàn)的誤差將會(huì)達(dá)到正負(fù)10%。
發(fā)明內(nèi)容本實(shí)用新型的目的是提供一種高效率逆變器，所要解決的技術(shù)問題是逆變器的穩(wěn)壓效果差，正弦波的輸出諧波大，正弦波的輸出頻率不穩(wěn)定。為達(dá)到上述目的，一種高效率逆變器包括直流電源、升壓變換器、直流逆變交流裝置，直流電源將直流低壓輸入到升壓變換器中升壓輸出直流高壓，直流高壓經(jīng)直流逆變交流裝置通過SPWM技術(shù)形成脈沖，在直流逆變交流裝置中以交流輸出；升壓變換器上通過MOS管或IGBT驅(qū)動(dòng)電路連接有CPUl ;直流逆變交流裝置上連接有CPU2，CPUl和CPU2相互通訊；CPU1和交流輸出端之間連接有交流檢測(cè)電路；在直流逆變交流裝置中固化有固定的SPWM脈寬函數(shù)。[0006]在上述方案中，通過CPU2不間斷的檢測(cè)由直流逆變交流裝置產(chǎn)生的正弦波，并將正弦波的位置告訴給CPU1，CPUl在正弦波的波峰時(shí)間點(diǎn)通過交流檢測(cè)電路采集交流輸出端的電壓信號(hào)，并在CPUl中將電壓信號(hào)轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)，通過數(shù)字調(diào)控經(jīng)MOS管或IGBT驅(qū)動(dòng)電路調(diào)節(jié)升壓變換器輸出端的電壓大小，通過改變直流高壓電壓大小改變固定的SPWM脈寬的幅度，使交流輸出電壓達(dá)到穩(wěn)壓的目的。根據(jù)上述原理，為了穩(wěn)定交流電壓值，根據(jù)交流輸出正弦波形，在CPUl和CPU2的共同控制下，直流高壓是變化的；并且，在直流逆變交流裝置中，已經(jīng)固化了一固定SPWM脈寬函數(shù)，基于這ー固定SPWM脈寬函數(shù)，對(duì)交流電壓的調(diào)整是通過改變SPWM脈寬的幅度來實(shí)現(xiàn)的，SPWM脈寬的幅度是由直流高壓的大小來決定的，因此，所產(chǎn)生的正弦波的SPWM頻率能達(dá)到100KHZ以上，正弦波的輸出諧波非常的小，正弦波的輸出頻率非常的穩(wěn)定，這樣，整個(gè)高效率逆變器將是ー個(gè)非常干凈的電源，另外，交流輸出端的穩(wěn)壓效果好，其誤差可達(dá)到正負(fù)1%。作為改進(jìn)，在直流電源輸出端和交流輸出端之間并聯(lián)有ー組以上的依次串聯(lián)的升 壓變換器和直流逆變交流裝置，所有升壓變換器由同一 CPUl控制，所有直流逆變交流裝置由同一 CPU2控制。此結(jié)構(gòu)，直流逆變交流裝置的輸出端電壓相互疊加，從而達(dá)到提高輸出瓦數(shù)的目的；另外，利用同一 CPUl控制升壓變換器，利用同一 CPU2檢測(cè)或控制直流逆變交流裝置，能保證各直流逆變交流裝置輸出的正弦波完全同步，這樣，能使交流輸出達(dá)到最好效率。作為改進(jìn)，直流電源的輸出端連接有輔助電源，輔助電源給升壓變換器、直流逆變交流裝置、CPUl和CPU2供電。在本實(shí)用新型中，交流輸出端的電壓信號(hào)是指交流輸出端的電壓正弦波信號(hào)。
圖I為現(xiàn)有技術(shù)PWM脈寬發(fā)生變化之前的脈沖及對(duì)應(yīng)的半個(gè)周期的波形圖。圖2為現(xiàn)有技術(shù)PWM脈寬發(fā)生變化之后的脈沖及對(duì)應(yīng)的半個(gè)周期的波形圖。圖3為本實(shí)用新型高效率逆變器連接框圖。圖4為并聯(lián)多個(gè)依次串聯(lián)升壓變換器和直流逆變交流裝置后的高效率逆變器連接框圖。圖5為本實(shí)用新型SPWM脈寬幅度發(fā)生之前的脈沖及對(duì)應(yīng)的半個(gè)周期的波形圖。圖6為本實(shí)用新型SPWM脈寬幅度發(fā)生之后的脈沖及對(duì)應(yīng)的半個(gè)周期的波形圖。
具體實(shí)施方式
以下結(jié)合附圖和具體實(shí)施方式
對(duì)本實(shí)用新型進(jìn)行進(jìn)一歩詳細(xì)說明。實(shí)施例I如圖3所示，高效率逆變器包括直流電源、升壓變換器、直流逆變交流裝置、輔助電源、CPUl、CPU2及交流檢測(cè)電路；在本實(shí)施方式中，直流電源為蓄電池，升壓變換器完成將直流低壓轉(zhuǎn)換為直流高壓的裝置，屬于現(xiàn)有技術(shù)，直流逆變交流裝置用于將直流高壓轉(zhuǎn)換為交流的裝置，屬于逆變器中的常用器件。對(duì)于本實(shí)施例的高效率逆變器，直流電源輸出直流低壓給升壓變換器，通過升壓變換器升壓后以直流高壓輸出給直流逆變交流裝置，在直流逆變交流裝置中固化有固定的SPWM脈寬函數(shù)，在直流逆變交流裝置中，根據(jù)固定的SPWM脈寬函數(shù)形成交流輸出；其中升壓變換器、直流逆變交流裝置、CPUl和CPU2的電源由輔助電源供給，輔助電源的電量來自直流電源。在逆變過程中，通過交流檢測(cè)電路、CPUl和CPU2調(diào)節(jié)直流高壓，達(dá)到交流輸出具有穩(wěn)定電壓的目的，其過程是CPU2不間斷的檢測(cè)由直流逆變交流裝置產(chǎn)生的正弦波，并將正弦波的位置告訴給CPU1，CPUl在正弦波的波峰時(shí)間點(diǎn)通過交流檢測(cè)電路采集交流輸出端的電壓信號(hào)，并在CPUl中將電壓信號(hào)轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)，通過數(shù)字調(diào)控經(jīng)MOS管或IGBT驅(qū)動(dòng)電路調(diào)節(jié)升壓變換器輸出端的電壓大小，通過改變直流高壓電壓大小改變固定的SPWM脈寬的幅度，使交流輸出電壓達(dá)到穩(wěn)壓的目的。根據(jù)上述原理，如圖3、5和圖6所示，為了穩(wěn)定交流電壓值，根據(jù)交流輸出正弦波形，在CPUl和CPU2的共同控制下，直流高壓是變化的；并且，在直流逆變交流裝置中，已經(jīng)固化了一固定SPWM脈寬函數(shù)，基于這ー固定SPWM脈寬函數(shù)，對(duì)交流電壓的調(diào)整是通過改變
SPWM脈寬的幅度來實(shí)現(xiàn)的，SPWM脈寬的幅度是由直流高壓的大小來決定的，因此，所產(chǎn)生的正弦波的SPWM頻率能達(dá)到100KHZ以上，正弦波的輸出諧波非常的小，正弦波的輸出頻率非常的穩(wěn)定，這樣，整個(gè)高效率逆變器將是ー個(gè)非常干凈的電源，另外，交流輸出端的穩(wěn)壓效果好，其誤差可達(dá)到正負(fù)1%。實(shí)施例2如圖4所示，高效率逆變器包括直流電源、兩個(gè)以上的升壓變換器、兩個(gè)以上的直流逆變交流裝置、輔助電源、CPUU CPU2及交流檢測(cè)電路；在本實(shí)施方式中，直流電源為蓄電池，升壓變換器完成將直流低壓轉(zhuǎn)換為直流高壓的裝置，屬于現(xiàn)有技木，直流逆變交流裝置用于將直流高壓轉(zhuǎn)換為交流的裝置，屬于逆變器中的常用器件。對(duì)于本實(shí)施例的高效率逆變器，直流電源輸出直流低壓給升壓變換器，通過升壓變換器升壓后以直流高壓輸出給直流逆變交流裝置，在直流逆變交流裝置中固化有固定的SPWM脈寬函數(shù)，在直流逆變交流裝置中，根據(jù)固定的SPWM脈寬函數(shù)形成交流輸出；其中升壓變換器、直流逆變交流裝置、CPUl和CPU2的電源由輔助電源供給，輔助電源的電量來自直流電源。在逆變過程中，通過交流檢測(cè)電路、CPUl和CPU2調(diào)節(jié)直流高壓，達(dá)到交流輸出具有穩(wěn)定電壓的目的，其過程是CPU2不間斷的檢測(cè)由直流逆變交流裝置產(chǎn)生的正弦波，并將正弦波的位置告訴給CPU1，CPUl在正弦波的波峰時(shí)間點(diǎn)通過交流檢測(cè)電路采集交流輸出端的電壓信號(hào)，并在CPUl中將電壓信號(hào)轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)，通過數(shù)字調(diào)控經(jīng)MOS管或IGBT驅(qū)動(dòng)電路調(diào)節(jié)升壓變換器輸出端的電壓大小，通過改變直流高壓電壓大小改變固定的SPWM脈寬的幅度，使交流輸出電壓達(dá)到穩(wěn)壓的目的。在本實(shí)施例中，一個(gè)升壓變換器和ー個(gè)直流逆變交流裝置串聯(lián)后與其他組相互串聯(lián)的升壓變換器和直流逆變交流裝置并聯(lián)，使得各個(gè)直流逆變交流裝置的交流輸出端匯入交流輸出端中，提高交流輸出瓦數(shù)。所有的升壓變換器由同一 CPUl控制，所有直流逆變交流裝置由同一 CPU2檢測(cè)和控制，這樣，能保證各直流逆變交流裝置輸出的正弦波完全同步，能使交流輸出達(dá)到最好效率。另外，在交流輸出端為空載吋，由CPUl通過MOS管或IGBT驅(qū)動(dòng)電路控制升壓變換器實(shí)現(xiàn)跳周期工作，保證交流輸出端為空載時(shí)，也能穩(wěn)壓。根據(jù)上述原理，如圖4、5和圖6所示，為了穩(wěn)定交流電壓值，根據(jù)交流輸出正弦波形，在CPUl和CPU2的共同控制下，直流高壓是變化的；并且，在直流逆變交流裝置中，已經(jīng)固化了一固定SPWM脈寬函數(shù)，基于這一固定SPWM脈寬函數(shù)，對(duì)交流電壓的調(diào)整是通過改變SPWM脈寬的幅度來實(shí)現(xiàn)的，SPWM脈寬的幅度是由直流高壓的大小來決定的，因此，所產(chǎn)生的正弦波的SPWM頻率能達(dá)到IOOKHZ以上，正弦波的輸出諧波非常的小，正弦波的輸出頻率 非常的穩(wěn)定，這樣，整個(gè)高效率逆變器將是一個(gè)非常干凈的電源，另外，交流輸出端的穩(wěn)壓效果好，其誤差可達(dá)到正負(fù)1%。除此之外，也提高了交流輸出的瓦數(shù)，提高了利用率。
權(quán)利要求1.一種高效率逆變器，包括直流電源、升壓變換器、直流逆變交流裝置，直流電源將直流低壓輸入到升壓變換器中升壓輸出直流高壓，直流高壓經(jīng)直流逆變交流裝置通過SPWM技術(shù)形成脈沖，在直流逆變交流裝置中以交流輸出；其特征在于升壓變換器上通過MOS管或IGBT驅(qū)動(dòng)電路連接有CPUl ;直流逆變交流裝置上連接有CPU2，CPUl和CPU2相互通訊；CPUl和交流輸出端之間連接有交流檢測(cè)電路；在直流逆變交流裝置中固化有固定的SPWM脈寬函數(shù)。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的高效率逆變器，其特征在于在直流電源輸出端和交流輸出端之間并聯(lián)有ー組以上的依次串聯(lián)的升壓變換器和直流逆變交流裝置，所有升壓變換器由同一 CPUl控制，所有直流逆變交流裝置由同一 CPU2控制。
3.根據(jù)權(quán)利要求I或2所述的高效率逆變器，其特征在于直流電源的輸出端連接有輔助電源，輔助電源給升壓變換器、直流逆變交流裝置、CPUl和CPU2供電。
專利摘要本實(shí)用新型公開了一種高效率逆變器，逆變器包括直流電源、升壓變換器、直流逆變交流裝置、輔助電源、CPU1、CPU2及交流檢測(cè)電路。逆變方法是利用了SPWM技術(shù)，利用CPU通過數(shù)字調(diào)控使交流輸出的穩(wěn)壓效果好；在本實(shí)用新型中，所產(chǎn)生的正弦波的SPWM頻率能達(dá)到100KHZ以上，正弦波的輸出諧波非常的小，正弦波的輸出頻率非常的穩(wěn)定，這樣，整個(gè)高效率逆變器將是一個(gè)非常干凈的電源。
文檔編號(hào)H02M7/48GK202535289SQ20122005544
公開日2012年11月14日 申請(qǐng)日期2012年2月21日 優(yōu)先權(quán)日2012年2月21日
發(fā)明者陳清嬌 申請(qǐng)人:陳清嬌