一種逆變電源的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及電力控制裝置【技術(shù)領(lǐng)域】，尤其是一種逆變電源。它包括DC-DC升壓電路將外部輸入的12V直流電升壓為270V直流電并輸出；逆變電路將輸入的270V直流電轉(zhuǎn)換為220V交流電并輸出；低通濾波電路將輸入220V交流電進(jìn)行濾波處理后輸送至用電設(shè)備；調(diào)制電路向逆變電路輸出SPWM波控制信號(hào)；輔助電源電路將外部輸入的12V直流電轉(zhuǎn)換為多種供電電壓以向調(diào)制電路供電；過(guò)流保護(hù)電路控制逆變電路通斷。本發(fā)明利用DC-DC升壓電路得到高壓直流電，然后通過(guò)調(diào)制電路產(chǎn)生SPWM控制信號(hào)驅(qū)動(dòng)逆變電路動(dòng)作，再經(jīng)過(guò)低通濾波電路得到220V工頻正弦交流電；通過(guò)上述電源系統(tǒng)可使得整個(gè)逆變電源具有體積小、效率高、輸出電壓穩(wěn)定的特點(diǎn)。
【專利說(shuō)明】一種逆變電源
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001 ] 本發(fā)明涉及電力控制裝置【技術(shù)領(lǐng)域】，尤其是一種逆變電源。
【背景技術(shù)】
[0002]目前，現(xiàn)代工業(yè)對(duì)電能質(zhì)量的要求越來(lái)越高，逆變技術(shù)已成為電力電子技術(shù)中的重要組成部分.傳統(tǒng)的逆變電源多為模擬控制系統(tǒng)，雖然模擬控制技術(shù)已經(jīng)非常成熟，但存在很多固有的缺點(diǎn)，如控制電路的元器件比較多、電路復(fù)雜、逆變電源笨重、靈活性差等諸多問(wèn)題，嚴(yán)重限制的逆變電源的應(yīng)用效果。
[0003]因此，有必要對(duì)現(xiàn)有的逆變電源提出改進(jìn)方案。
【發(fā)明內(nèi)容】
[0004]針對(duì)上述現(xiàn)有技術(shù)存在的不足，本發(fā)明的目的在于提供一種結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、效率高、輸出電壓穩(wěn)定、體積小的逆變電源。
[0005]為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案:
[0006]一種逆變電源，它包括
[0007]DC-DC升壓電路，所述DC-DC升壓電路將外部輸入的12V直流電升壓為270V直流電并輸出；
[0008]逆變電路，所述逆變電路將輸入的270V直流電轉(zhuǎn)換為220V交流電并輸出；
[0009]低通濾波電路，所述低通濾波電路將輸入220V交流電進(jìn)行濾波處理后輸送至用電設(shè)備；
[0010]調(diào)制電路，所述調(diào)制電路向逆變電路輸出SPWM波控制信號(hào)；
[0011]輔助電源電路，所述輔助電源電路將外部輸入的12V直流電轉(zhuǎn)換為多種供電電壓以向調(diào)制電路供電；
[0012]和
[0013]過(guò)流保護(hù)電路，所述過(guò)流保護(hù)電路控制逆變電路通斷。
[0014]優(yōu)選地，所述DC-DC升壓電路包括雙輸出通道的脈寬調(diào)制器、第一開(kāi)關(guān)管、第二開(kāi)關(guān)管、變壓器和二極管整流橋；
[0015]所述變壓器的初級(jí)側(cè)的一端連接第一開(kāi)關(guān)管的漏極、另一端連接第二開(kāi)關(guān)管的漏極，所述第一開(kāi)關(guān)管的源極接地、柵極通過(guò)并聯(lián)的第一電阻和第一二極管連接脈寬調(diào)制器的第一輸出通道、源極和柵極之間連接有第二電阻，所述第二開(kāi)關(guān)管的源極接地、柵極通過(guò)并聯(lián)的第三電阻和第二二極管連接脈寬調(diào)制器的第二輸出通道、源極和漏極之間連接有第四電阻；所述變壓器的初級(jí)側(cè)兩端之間還依次連接有第五電阻、第一電容、第二電容和第六電阻；
[0016]所述二極管整流橋的輸入端連接于變壓器的次級(jí)側(cè)兩端，所述二極管整流橋的輸出端的一端接地、另一端通過(guò)依次連接的第一電感和第三電容接地，所述第一電感還通過(guò)第七電阻連接脈寬調(diào)制器。
[0017]優(yōu)選地，所述脈寬調(diào)制器包括一 SG3525型脈寬調(diào)制芯片，所述第一開(kāi)關(guān)管和第二開(kāi)關(guān)管均為IRF3205型開(kāi)關(guān)管。
[0018]優(yōu)選地，所述逆變電路包括對(duì)稱設(shè)置的第一功率變換器和第二功率變換器，所述第一功率變換器和第二功率變換器的輸入端連接DC-DC升壓電路的輸出端，所述第一功率變換器的輸出端通過(guò)第二電感連接第四電容的一端并通過(guò)第八電阻輸出，所述第二功率變換器的輸出端連接第四電容的另一端并通過(guò)第九電阻輸出。
[0019]優(yōu)選地，所述第一功率變換器和第二功率變換器均包括一 IR2110型功率變換芯片。
[0020]優(yōu)選地，所述過(guò)流保護(hù)電路包括第一功放和第二功放，所述第一功放的輸出端通過(guò)第一過(guò)流二極管連接第一功率變換器和第二功率變換器，所述第二功放的輸出端連接第一功放的反相端，所述第二功放的反相端通過(guò)第十電阻接地、反相端與輸出端之間連接有第十一電阻，所述第十一電阻的兩端并聯(lián)有第五電容。
[0021]由于采用了上述方案，本發(fā)明利用DC-DC升壓電路得到高壓直流電，然后通過(guò)調(diào)制電路產(chǎn)生SPWM控制信號(hào)驅(qū)動(dòng)逆變電路動(dòng)作，再經(jīng)過(guò)低通濾波電路得到220V工頻正弦交流電；通過(guò)上述電源系統(tǒng)可使得整個(gè)逆變電源具有體積小、效率高、輸出電壓穩(wěn)定的特點(diǎn)；其電路結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，具有很強(qiáng)的實(shí)用性和市場(chǎng)推廣價(jià)值。
【專利附圖】
【附圖說(shuō)明】
[0022]圖1是本發(fā)明實(shí)施例的原理框圖；
[0023]圖2是本發(fā)明實(shí)施例的DC-DC升壓電路的電路結(jié)構(gòu)圖；
[0024]圖3是本發(fā)明實(shí)施例的逆變電路的電路結(jié)構(gòu)圖；
[0025]圖4是本發(fā)明實(shí)施例的過(guò)流保護(hù)電路的電路結(jié)構(gòu)圖。
【具體實(shí)施方式】
[0026]以下結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的實(shí)施例進(jìn)行詳細(xì)說(shuō)明，但是本發(fā)明可以由權(quán)利要求限定和覆蓋的多種不同方式實(shí)施。
[0027]如圖1至圖4所示，本實(shí)施例提供的一種逆變電源，它包括:
[0028]DC-DC升壓電路1，其用于將外部輸入的12V直流電升壓為270V直流電并輸出；
[0029]逆變電路2，其用于將由DC-DC升壓電路I輸入的270V直流電轉(zhuǎn)換為220V交流電并輸出；
[0030]低通濾波電路3，其用于將由逆變電路2輸入220V交流電進(jìn)行濾波處理后輸送至用電設(shè)備；
[0031]調(diào)制電路4，包括一 Cortex_M3型單片機(jī)，其用于向逆變電路2輸出SPWM波控制信號(hào);
[0032]輔助電源電路5，其用于將外部輸入的12V直流電轉(zhuǎn)換為多種供電電壓以向調(diào)制電路4供電；為能夠給調(diào)制電路4提供15V、5V、3.3V等多種供電電壓，本實(shí)施例的輔助電源電路5可采用電流型脈寬調(diào)制芯片UC3845來(lái)驅(qū)動(dòng)調(diào)制電路4控制占空比，可經(jīng)高頻變壓器和半波整流器等元器件得到多路直流輸出；
[0033]和
[0034]過(guò)流保護(hù)電路6，其用于根據(jù)整個(gè)電源的電流值來(lái)控制逆變電路2的通斷。
[0035]如此，利用DC-DC升壓電路得到高壓直流電，然后通過(guò)調(diào)制電路4產(chǎn)生SPWM控制信號(hào)驅(qū)動(dòng)逆變電路2動(dòng)作，再經(jīng)過(guò)低通濾波電路3得到220V工頻正弦交流電；通過(guò)上述電源系統(tǒng)可使得整個(gè)逆變電源具有體積小、效率高、輸出電壓穩(wěn)定的特點(diǎn)。
[0036]進(jìn)一步地，本實(shí)施例的DC-DC升壓電路I包括雙輸出通道的脈寬調(diào)制器U1、第一開(kāi)關(guān)管Q1、第二開(kāi)關(guān)管Q2、變壓器T和二極管整流橋D3 ;其中，脈寬調(diào)制器Ul包括一優(yōu)選的SG3525型脈寬調(diào)制芯片，第一開(kāi)關(guān)管Ql和第二開(kāi)關(guān)管Q2均優(yōu)選為IRF3205型開(kāi)關(guān)管，二極管整流橋D3優(yōu)選為HER308型整流橋。
[0037]變壓器Tl的初級(jí)側(cè)的一端連接第一開(kāi)關(guān)管Ql的漏極、另一端連接第二開(kāi)關(guān)管Q2的漏極，第一開(kāi)關(guān)管Ql的源極接地、柵極通過(guò)并聯(lián)的第一電阻Rl和第一二極管Dl連接脈寬調(diào)制器Ul的第一輸出通道、源極和柵極之間連接有第二電阻R2，第二開(kāi)關(guān)管Q2的源極接地、柵極通過(guò)并聯(lián)的第三電阻R3和第二二極管D2連接脈寬調(diào)制器Ul的第二輸出通道、源極和漏極之間連接有第四電阻R4 ;變壓器T的初級(jí)側(cè)兩端之間還依次連接有第五電阻R5、第一電容Cl、第二電容C2和第六電阻R6 ;二極管整流橋D3的輸入端連接于變壓器T的次級(jí)側(cè)兩端，二極管整流橋D3的輸出端的一端接地、另一端通過(guò)依次連接的第一電感LI和第三電容C3接地，第一電感LI還通過(guò)第七電阻R7連接脈寬調(diào)制器Ul。
[0038]如此，可利用脈寬調(diào)制器Ul產(chǎn)生帶死區(qū)互補(bǔ)PWM波驅(qū)動(dòng)第一開(kāi)關(guān)管Ql和第二開(kāi)關(guān)管Q2，兩個(gè)開(kāi)關(guān)管經(jīng)變壓器T初級(jí)繞組的中心端交替導(dǎo)通，每次導(dǎo)通時(shí)間小于半個(gè)周期，二極管整流橋D3中的二極管也輪流導(dǎo)通，交替經(jīng)第一電感LI向負(fù)載提供電流并向第三電容C3充電。
[0039]進(jìn)一步地，本實(shí)施例的逆變電路2包括對(duì)稱設(shè)置的第一功率變換器U2和第二功率變換器U3，第一功率變換器U2和第二功率變換器U3均包括一優(yōu)選的IR2110型功率變換芯片；其中，第一功率變換器U2和第二功率變換器U3的輸入端連接DC-DC升壓電路I的輸出端，第一功率變換器U2的輸出端通過(guò)第二電感L2連接第四電容C4的一端并通過(guò)第八電阻R8輸出，第二功率變換器U3的輸出端連接第四電容C4的另一端并通過(guò)第九電阻R9輸出。如此，利用第一功率變換器U2和第二功率變換器U3及其外圍電路的設(shè)置可大大減小驅(qū)動(dòng)電源的數(shù)目，并避免了傳統(tǒng)橋式驅(qū)動(dòng)中多獨(dú)立電源的麻煩，還可以和主電路共地。
[0040]進(jìn)一步地，本實(shí)施例的過(guò)流保護(hù)電路6可參考附圖4進(jìn)行設(shè)置，其包括第一功放UlA和第二功放U1B，第一功放UlA的輸出端通過(guò)第一過(guò)流二極管D4連接第一功率變換器U2和第二功率變換器U3，第二功放UlB的輸出端連接第一功放UlA的反相端，第二功放UlB的反相端通過(guò)第十電阻RlO接地、反相端與輸出端之間連接有第十一電阻R11，第十一電阻Rll的兩端并聯(lián)有第五電容C5。如此，過(guò)流保護(hù)電路6可通過(guò)第一功放UlA和第二功放UlB將米樣電壓放大后，與參考電壓比較，若超過(guò)則輸出低電平，利用電容C31向第一過(guò)流二極管D4放電，以使第一功率變換器U2和第二功率變換器U3的輸出信號(hào)被拉低，以向調(diào)制電路4報(bào)警(具體為Cortex-M3型單片機(jī))。
[0041]以上所述僅為本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例，并非因此限制本發(fā)明的專利范圍，凡是利用本發(fā)明說(shuō)明書及附圖內(nèi)容所作的等效結(jié)構(gòu)或等效流程變換，或直接或間接運(yùn)用在其他相關(guān)的【技術(shù)領(lǐng)域】，均同理包括在本發(fā)明的專利保護(hù)范圍內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種逆變電源，其特征在于:它包括 DC-DC升壓電路，所述DC-DC升壓電路將外部輸入的12V直流電升壓為270V直流電并輸出； 逆變電路，所述逆變電路將輸入的270V直流電轉(zhuǎn)換為220V交流電并輸出； 低通濾波電路，所述低通濾波電路將輸入220V交流電進(jìn)行濾波處理后輸送至用電設(shè)備; 調(diào)制電路，所述調(diào)制電路向逆變電路輸出SPWM波控制信號(hào)； 輔助電源電路，所述輔助電源電路將外部輸入的12V直流電轉(zhuǎn)換為多種供電電壓以向調(diào)制電路供電； 和 過(guò)流保護(hù)電路，所述過(guò)流保護(hù)電路控制逆變電路通斷。
2.如權(quán)利要求1所述的一種逆變電源，其特征在于:所述DC-DC升壓電路包括雙輸出通道的脈寬調(diào)制器、第一開(kāi)關(guān)管、第二開(kāi)關(guān)管、變壓器和二極管整流橋； 所述變壓器的初級(jí)側(cè)的一端連接第一開(kāi)關(guān)管的漏極、另一端連接第二開(kāi)關(guān)管的漏極，所述第一開(kāi)關(guān)管的源極接地、柵極通過(guò)并聯(lián)的第一電阻和第一二極管連接脈寬調(diào)制器的第一輸出通道、源極和柵極之間連接有第二電阻，所述第二開(kāi)關(guān)管的源極接地、柵極通過(guò)并聯(lián)的第三電阻和第二二極管連接脈寬調(diào)制器的第二輸出通道、源極和漏極之間連接有第四電阻；所述變壓器的初級(jí)側(cè)兩端之間還依次連接有第五電阻、第一電容、第二電容和第六電阻； 所述二極管整流橋的輸入端連接于變壓器的次級(jí)側(cè)兩端，所述二極管整流橋的輸出端的一端接地、另一端通過(guò)依次連接的第一電感和第三電容接地，所述第一電感還通過(guò)第七電阻連接脈寬調(diào)制器。
3.如權(quán)利要求2所述的一種逆變電源，其特征在于:所述脈寬調(diào)制器包括一SG3525型脈寬調(diào)制芯片，所述第一開(kāi)關(guān)管和第二開(kāi)關(guān)管均為IRF3205型開(kāi)關(guān)管。
4.如權(quán)利要求2所述的一種逆變電源，其特征在于:所述逆變電路包括對(duì)稱設(shè)置的第一功率變換器和第二功率變換器，所述第一功率變換器和第二功率變換器的輸入端連接DC-DC升壓電路的輸出端，所述第一功率變換器的輸出端通過(guò)第二電感連接第四電容的一端并通過(guò)第八電阻輸出，所述第二功率變換器的輸出端連接第四電容的另一端并通過(guò)第九電阻輸出。
5.如權(quán)利要求4所述的一種逆變電源，其特征在于:所述第一功率變換器和第二功率變換器均包括一 IR2110型功率變換芯片。
6.如權(quán)利要求5所述的一種逆變電源，其特征在于:所述過(guò)流保護(hù)電路包括第一功放和第二功放，所述第一功放的輸出端通過(guò)第一過(guò)流二極管連接第一功率變換器和第二功率變換器，所述第二功放的輸出端連接第一功放的反相端，所述第二功放的反相端通過(guò)第十電阻接地、反相端與輸出端之間連接有第十一電阻，所述第十一電阻的兩端并聯(lián)有第五電容。
【文檔編號(hào)】H02M3/335GK104362875SQ201410690040
【公開(kāi)日】2015年2月18日 申請(qǐng)日期:2014年11月25日 優(yōu)先權(quán)日:2014年11月25日
【發(fā)明者】唐術(shù)公 申請(qǐng)人:國(guó)網(wǎng)吉林省電力有限公司延邊供電公司