專利名稱：數(shù)字化功率信號源的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種數(shù)字化功率信號源。
背景技術(shù)：
傳統(tǒng)的信號源都是采用模擬信號發(fā)生器通過模擬功放生產(chǎn)功率信號。通過RLC振 蕩電路產(chǎn)生正弦波的模擬信號發(fā)生電路，受元器件的限制，其精度差、溫漂大、穩(wěn)定性差，而 且參數(shù)更改需要靠元器件的更改來完成十分繁瑣。模擬功放的效率低，最大不超過50 % ，隨 著輸出功率的增加損耗也越來越大，發(fā)熱嚴(yán)重，需要配巨大笨重的散熱器，可靠性也隨著降 低。但是目前隨著新能源和電力電子技術(shù)的發(fā)展，對信號源的要求卻越來越高。例如，隨著 用電負(fù)荷的增大，要求信號源的輸出功率越來越大。隨著變頻器和各種特殊電機(jī)的普及，電 機(jī)供電頻率越來越寬，不僅對頻率范圍要求越來越寬，而且對頻率精度要求也越來越高，例 如隨著同步電機(jī)的容量越做越大，其功率因數(shù)可以達(dá)到O. 05以下，這就需要高精度的信號 源才能準(zhǔn)確模擬如此低的功率因數(shù)。上述傳統(tǒng)信號源由已經(jīng)不能適用，迫切需要高效率、大 功率、輸出寬頻的新型信號源。

實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型的目的在于提供一種頻率范圍寬、精度高、效率高、功率大的數(shù)字化功 率信號源。 本實(shí)用新型所采用的技術(shù)方案是負(fù)載兩端的正弦信號與A/D數(shù)字采樣器連接， A/D數(shù)字采樣器與中央處理器連接，中央處理器將存儲器中的理想正弦波和A/D數(shù)字采樣 器反饋的值進(jìn)行比較運(yùn)算得出的數(shù)字控制流輸入到P麗數(shù)字功放，所述數(shù)字功放由驅(qū)動電 路、全橋變換器和低通濾波器組成，驅(qū)動電路與全橋變換器連接，全橋變換器與低通濾波器 連接，全橋變換器輸出的高功率P麗波通過低通濾波器濾除高頻載波信號后的純凈正弦波 信號輸入負(fù)載兩端。 所述全橋變換器包括四個功率開關(guān)管T1、T2、T3和T4，其中Tl和T4、T2和T3是同 時開通或關(guān)斷，Tl和T3是互補(bǔ)開通或關(guān)斷，全橋變換器輸出幅值等于直流母線電壓的P麗 波。 所述低通濾波器由輸出濾波電感L和輸出濾波電容C構(gòu)成。 所述P麗數(shù)字功放的功率開關(guān)選用GTR、 M0SFET或IGBT的可控功率元件。 所述驅(qū)動電路是已有技術(shù). 本實(shí)用新型頻率范圍寬，可實(shí)現(xiàn)從低頻到高頻的輸出，精度高，可達(dá)到O. 1%以上 的高精度輸出，效率高達(dá)90%以上，可以實(shí)現(xiàn)幾百到幾千瓦的功率輸出，可靠性極高。采用 純數(shù)字的方式直接產(chǎn)生數(shù)字調(diào)制信號，頻率穩(wěn)定度高、分辨率精細(xì)，不受外界環(huán)境影響，并 且人機(jī)交互友好、設(shè)置更改參數(shù)十分方便。數(shù)字調(diào)制信號還可以直接傳遞給P麗數(shù)字功放。 P麗數(shù)字功放由于開關(guān)管工作在開關(guān)狀態(tài)下，所以效率高，輸出電壓幅度等于直流母線的幅 度，過載能力強(qiáng)功率儲備足。可實(shí)現(xiàn)體積小、重量輕、易于調(diào)試生產(chǎn)。
圖1是本實(shí)用新型的原理圖。 圖中T1 T4為功率開關(guān)，C為輸出濾波電容，L為輸出濾波電感，VCC為直流母 線電壓。
具體實(shí)施方式
以下結(jié)合附圖和實(shí)施例對本實(shí)用新型作進(jìn)一步說明。
實(shí)施例 將需要的理想波形離散化后存儲在數(shù)字存儲器中供中央處理器調(diào)用，通過按鍵向 中央處理器發(fā)送需要輸出波形的命令，實(shí)際輸出波形通過A/D采樣數(shù)字化后反饋給中央處 理器。中央處理器接受A/D反饋的數(shù)字量并與存儲器中的理想波形比對運(yùn)算，產(chǎn)生由0和1 組成的數(shù)字控制流驅(qū)動P麗數(shù)字功放輸出大功率、寬頻率、高精度的正弦波信號。其中P麗 數(shù)字功放由驅(qū)動電路、全橋變換器和低通濾波器組成。驅(qū)動電路與全橋變換器連接，全橋變 換器與低通濾波器連接，全橋變換器包括四個功率開關(guān)管Tl、 T2、 T3和T4，其中Tl和T4、 T2和T3是同時開通或關(guān)斷，Tl和T3是互補(bǔ)開通或關(guān)斷，全橋變換器輸出幅值等于直流母 線電壓的P麗波。低通濾波器由輸出濾波電感L和輸出濾波電容C構(gòu)成。全橋變換器輸出 的高功率P麗波通過低通濾波器濾除高頻載波信號后的純凈正弦波信號輸入負(fù)載兩端。
權(quán)利要求一種數(shù)字化功率信號源，其特征在于，負(fù)載兩端的正弦信號與A/D數(shù)字采樣器連接，A/D數(shù)字采樣器與中央處理器連接，中央處理器將存儲器中的理想正弦波和A/D數(shù)字采樣器反饋的值進(jìn)行比較運(yùn)算得出的數(shù)字控制流輸入到PWM數(shù)字功放，所述數(shù)字功放由驅(qū)動電路、全橋變換器和低通濾波器組成，驅(qū)動電路與全橋變換器連接，全橋變換器與低通濾波器連接，全橋變換器輸出的高功率PWM波通過低通濾波器濾除高頻載波信號后的純凈正弦波信號輸入負(fù)載兩端。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的數(shù)字化功率信號源，其特征在于，所述全橋變換器包括四個 功率開關(guān)管T1、T2、T3和T4，其中Tl和T4、T2和T3是同時開通或關(guān)斷，Tl和T3是互補(bǔ)開 通或關(guān)斷，全橋變換器輸出幅值等于直流母線電壓的P麗波。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的數(shù)字化功率信號源，其特征在于，所述低通濾波器由輸出濾 波電感L和輸出濾波電容C構(gòu)成。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的數(shù)字化功率信號源，其特征在于，所述P麗數(shù)字功放的功率開 關(guān)選用GTR、M0SFET或IGBT的可控功率元件。
專利摘要本實(shí)用新型公開了一種數(shù)字化功率信號源。負(fù)載兩端的正弦信號與A/D數(shù)字采樣器連接，A/D數(shù)字采樣器與中央處理器連接，中央處理器將存儲器中的理想正弦波和A/D數(shù)字采樣器反饋的值進(jìn)行比較運(yùn)算得出的數(shù)字控制流輸入到PWM數(shù)字功放，所述數(shù)字功放由驅(qū)動電路、全橋變換器和低通濾波器組成，驅(qū)動電路與全橋變換器連接，全橋變換器與低通濾波器連接，全橋變換器輸出的高功率PWM波通過低通濾波器濾除高頻載波信號后的純凈正弦波信號輸入負(fù)載兩端。本實(shí)用新型頻率范圍寬、精度高、效率高達(dá)90％以上，可以實(shí)現(xiàn)幾百到幾千瓦的功率輸出，可靠性好，頻率穩(wěn)定度高、分辨率精細(xì)，不受外界環(huán)境影響，設(shè)置更改參數(shù)十分方便；且體積小、重量輕、易于調(diào)試生產(chǎn)。
文檔編號H03K3/80GK201497919SQ20092030959
公開日2010年6月2日 申請日期2009年9月3日 優(yōu)先權(quán)日2009年9月3日
發(fā)明者王寧 申請人:湖南銀河電氣有限公司