本實用新型涉及樓宇智能化領域，具體是交流供電質量調節(jié)裝置。

背景技術：

在樓宇智能化系統中，需要對整個樓宇內的電器、燈光等負載進行有效管理，然而，由于交流供電網的不穩(wěn)定性，會導致樓宇內負載的用電負荷存在的沖擊性、波動性、不平衡性，大大影響負載的使用壽命，以及樓宇智能化的效用。

技術實現要素：

為了解決上述問題，本實用新型提供了交流供電質量調節(jié)裝置，針對用電負荷存在的沖擊性、波動性、不平衡性，通過實時采集供用電參數，將可變PWM調節(jié)技術、小電流連續(xù)調節(jié)電壓換流技術、分相平衡調節(jié)技術、用電能耗統計技術、運行管理技術融為一體，提高供電質量，確保設備使用壽命，降低維護成本。

本實用新型采用以下技術方案：交流供電質量調節(jié)裝置，包括單片機、電源電路、人機接口、RTC電路、通信電路，其特征在于，還包括保護電路、反饋電路、驅動電路、濾波電路，電源電路為裝置提供電力供應，人機接口、RTC電路、通信電路分別連接到單片機上，保護電路輸入端接單片機，保護電路輸出端接驅動電路輸入端，驅動電路輸出端接濾波電路輸入端，濾波電路輸出端接負載，反饋電路輸入端接負載，反饋電路輸出端接單片機。

進一步的，所述的電源電路包括供電電路、延時電路和輸出電路，供電電路包括變壓器T1、整流器BD1、整流器BD2，整流器BD1第二引腳接滑動變阻器RT1一個固定端，滑動變阻器RT1另一個固定端接VAIN，滑動變阻器RT1滑動端接整流器BD2第三引腳，整流器BD1第三引腳接滑動變阻器RT2一個固定端，滑動變阻器RT2另一個固定端接VBIN，滑動變阻器RT2滑動端接整流器BD2第三引腳，整流器BD2第二引腳接滑動變阻器RT3一個固定端，滑動變阻器RT3另一個固定端接VCIN，滑動變阻器RT2滑動端接整流器BD2第三引腳，整流器BD2第三引腳接N線，整流器BD1第一引腳、整流器BD2第一引腳均接V300，整流器BD1第四引腳、整流器BD2第四引腳均接G300V；

變壓器T1第八輸入端分別連接V300、穩(wěn)壓二極管D3負極、電阻R2一端、電阻R1一端、極性電容C7正極，穩(wěn)壓二極管D3正極通過電阻R4接二極管D4負極，二極管D4正極接變壓器T1第六輸入端，電阻R2另一端能通過依次串聯的電阻R7、電阻R15、電阻R12接穩(wěn)壓二極管D6負極，穩(wěn)壓二極管D6正極接G300V，電阻R2另一端能通過依次串聯的電阻R7、電阻R15、電阻R8接場效應管Q1的G極，場效應管Q1的G極接穩(wěn)壓二極管D5負極，穩(wěn)壓二極管D5正極分別接場效應管Q1的S極、電源塊U3第四引腳，場效應管Q1的D極接變壓器T1第六輸入端，電阻R1另一端通過電阻R5分別接電阻R9一端、極性電容C7負極、極性電容C11正極，電阻R9另一端通過電阻R14接C300V，極性電容C11負極接G300V，電源塊U3第五、第六、第七、第八引腳均接G300V，電源塊U3第二引腳通過電容C16接G300V，電源塊U3第一引腳分別接逛夠U2第四引腳、三極管Q14發(fā)射極，光耦U2第三引腳、三極管Q14集電極均接G300V，三極管Q14基極為控制輸出端，且通過電阻R6接G300V；

變壓器T1第一輸出端接二極管D2正極，變壓器T1第三輸出端接地，二極管D2負極分別接穩(wěn)壓芯片U2第一引腳、極性電容C3正極，極性電容C3負極接地，穩(wěn)壓芯片U2第二引腳接地，穩(wěn)壓芯片U2第三引腳輸出VDD，穩(wěn)壓芯片U2第三引腳分別接極性電容C4正極、電容C6一端、電容C70一端、極性電容C71正極、極性電容C72正極，極性電容C4負極、電容C6另一端、電容C70另一端、極性電容C71負極、極性電容C72負極均接地；

變壓器T1第十輸出端接二極管D1正極，二極管D1負極分別接極性電容C1正極、極性電容C55正極、電容C50一端、電阻R3一端、電感L1一端，極性電容C1負極、極性電容C55負極、電容C50另一端、電阻R3另一端均接地，電感L1另一端分別接電阻R11一端、極性電容C2正極、極性電容C56正極、電容C5一端，極性電容C2負極、極性電容C56負極、電容C5另一端均接地，電阻R11另一端分別接電容C12一端、電阻R16一端、放大器U4第一引腳，電阻R16另一端接地，電容C12另一端分別接放大器U4第三引腳、電阻R10一端、光耦U2第二引腳，電阻R10另一端、光耦U2第一引腳、放大器U4第二引腳均接地；

延時電路包括芯片U5，芯片U5第十二引腳分別連接電容C10一端、電阻R24一端，電阻R24另一端接G300V，電容C10另一端接V12V、極性電容C8正極、穩(wěn)壓二極管D7負極、電阻R13一端，極性電容C8負極、穩(wěn)壓二極管D7正極均接地，電阻R13另一端接V300；芯片U5第十引腳接電阻R19一端，電阻R19另一端分別接電容C9一端、電阻R18一端，電容C9另一端接芯片U5第九引腳，電阻R18另一端分別接芯片U5第十一引腳、二極管D8負極，二極管D8正極分別接電阻R17一端、芯片U5第三引腳，電阻R17另一端接電源電路控制輸出端；

輸出電路包括中間繼電器RE1和交流接觸器CJ1，中間繼電器RE1的兩個固定端分別連接VDD和GND，中間繼電器RE1的活動端分別連接AC_L線和交流接觸器CJ1一個固定端，交流接觸器CJ1另一個固定端連接AC_N線，交流接觸器CJ1的活動端連接輸出線纜。

進一步的，保護電路包括220V交流信號處理電路和PWM信號處理電路，220V交流信號處理電路包括光耦U32、光耦U33、光耦U34、光耦U35，光耦U32第一引腳分別接電容C31一端、AC_N信號端，電容C31另一端分別接電阻R31一端、電容C32一端、光耦U32第二引腳、光耦U33第一引腳，電阻R31另一端接AC_L信號端，電容C32另一端分別接AC_N信號端、光耦U33第二引腳，光耦U32第四引腳接VCC電壓，光耦U32第三引腳分別接電阻R33一端、電容C35一端、PWM信號處理電路信號輸入端，電阻R33另一端、電容C35另一端均接地，光耦U33第四引腳接VCC電壓，光耦U33第三引腳分別接電阻R34一端、電容C36一端、PWM信號處理電路信號輸入端，電阻R34另一端、電容C36另一端均接地；光耦U34第一引腳分別接電容C33一端、AC_N信號端，電容C33另一端分別接電阻R32一端、電容C34一端、光耦U34第二引腳、光耦U35第一引腳，電阻R32另一端接AC_L信號端，電容C34另一端分別接AC_N信號端、光耦U35第二引腳，光耦U34第四引腳接VCC電壓，光耦U34第三引腳分別接電阻R35一端、電容C37一端、PWM信號處理電路信號輸入端，電阻R35另一端、電容C37另一端均接地，光耦U35第四引腳接VCC電壓，光耦U35第三引腳分別接電阻R36一端、電容C38一端、PWM信號處理電路信號輸入端，電阻R36另一端、電容C38另一端均接地；

PWM信號處理電路包括反相器U31、與門芯片U36、或門芯片U37，反相器U31第一引腳接信號端PWM_IN，反相器U31第二引腳分別接與門芯片U36第一引腳、與門芯片U36第四引腳，反相器U31第三引腳接光耦U32第三引腳，反相器U31第四引腳接或門芯片U37第十引腳，反相器U31第五引腳接光耦U33第三引腳，反相器U31第六引腳接或門芯片U37第十三引腳；與門芯片U36第二引腳接光耦U34第三引腳，與門芯片U36第五引腳接光耦U35第三引腳，與門芯片U36第三引腳接或門芯片U37第二引腳，與門芯片U36第六引腳接或門芯片U37第五引腳；或門芯片U37第一引腳、第四引腳、第九引腳、第十二引腳均連接保護信號輸入端PRO_IN，或門芯片U37第三引腳連接輸出端PWM_OUT1，或門芯片U37第六引腳連接輸出端PWM_OUT2，或門芯片U37第八引腳連接輸出端PWM_OUT3，或門芯片U37第十一引腳連接輸出端PWM_OUT4。

進一步的，驅動電路包括交流正半周斬波信號輸入電路、交流負半周斬波信號輸入電路、交流負半周續(xù)流信號輸入電路、交流正半周續(xù)流信號輸入電路、交流信號輸出電路，正半周斬波信號輸入電路包括光耦U41，光耦U41第二引腳接電壓VC4C4，光耦U41第三引腳通過電阻R41接正半周斬波信號PWM_1，光耦U41第五引腳接地，光耦U41第八引腳接電壓Vdrv1，光耦U41第六引腳和第七引腳均接電阻R47一端，電阻R47另一端分別接三極管Q41基極、三極管Q42基極，三極管Q41集電極接電壓Vdrv1，三極管Q41發(fā)射極分別接交流信號輸出電路控制端、三極管Q42發(fā)射極，三極管Q42集電極接地；

負半周斬波信號輸入電路包括光耦U42，光耦U42第二引腳接電壓VC4C4，光耦U41第三引腳通過電阻R42接負半周斬波信號PWM_2，光耦U42第五引腳接地，光耦U42第八引腳接電壓Vdrv1，光耦U42第六引腳和第七引腳均接電阻R48一端，電阻R48另一端分別接三極管Q43基極、三極管Q44基極，三極管Q43集電極接電壓Vdrv1，三極管Q43發(fā)射極分別接交流信號輸出電路控制端、三極管Q44發(fā)射極，三極管Q44集電極接地；

負半周續(xù)流信號輸入電路包括光耦U43，光耦U43第二引腳接電壓VC4C4，光耦U43第三引腳通過電阻R43接負半周續(xù)流信號PWM_3，光耦U43第五引腳接地，光耦U43第八引腳接電壓Vdrv2，光耦U43第六引腳和第七引腳均接電阻R49一端，電阻R49另一端分別接三極管Q45基極、三極管Q46基極，三極管Q45集電極接電壓Vdrv2，三極管Q45發(fā)射極分別接交流信號輸出電路控制端、三極管Q46發(fā)射極，三極管Q46集電極接地；

正半周續(xù)流信號輸入電路包括光耦U44，光耦U44第二引腳接電壓VC4C4，光耦U44第三引腳通過電阻R43接正半周續(xù)流信號PWM_4，光耦U44第五引腳接地，光耦U44第八引腳接電壓Vdrv2，光耦U44第六引腳和第七引腳均接電阻R412一端，電阻R412另一端分別接三極管Q47基極、三極管Q48基極，三極管Q47集電極接電壓Vdrv2，三極管Q47發(fā)射極分別接交流信號輸出電路控制端、三極管Q48發(fā)射極，三極管Q48集電極接地；

交流信號輸出電路包括GB1、GB2、GB3、GB4四個IGBT，GB1的集電極分別接二極管D41負極、交流信號AC_L_INPU4T，二極管D41正極接地，GB1發(fā)射極接地，GB1門極分別接二極管D42負極、電阻R413一端，二極管D42正極接地，電阻R413另一端接地；GB2的集電極分別接二極管D46負極、信號AC_L_PWM，二極管D46正極接地，GB2發(fā)射極接地，GB2門極分別接二極管D42負極、電阻R414一端，二極管D43正極接地，電阻R414另一端接地；GB3的集電極分別接二極管D47負極、信號AC_L_PWM，二極管D47正極接地，GB3發(fā)射極接地，GB3門極分別接二極管D44負極、電阻R415一端，二極管D44正極接地，電阻R415另一端接地；GB4的集電極分別接二極管D48負極、信號AC_N，二極管D48正極接地，GB4發(fā)射極接地，GB4門極分別接二極管D45負極、電阻R416一端，二極管D45正極接地，電阻R416另一端接地；二極管D42正極通過電阻R410接穩(wěn)壓二極管Z1負極，穩(wěn)壓二極管Z1正極接地，穩(wěn)壓二極管Z1負極通過電阻R45接電壓Vdrv1，二極管D44正極通過電阻R411接穩(wěn)壓二極管Z2負極，穩(wěn)壓二極管Z2正極接地，穩(wěn)壓二極管Z2負極通過電阻R46接電壓Vdrv2。

進一步的，濾波電路包括可調電抗器L52，可調電抗器L52滑動控制端連接微處理器U51，可調電抗器L52一個固定端分別連接信號輸入端AC_L5_PWM、電阻R51一端、電容C51一端、電感L51一端、滑動變阻器RV51一個固定端，電阻R51另一端、電容C51另一端、滑動變阻器RV51另一個固定端均連接AC_N，電感L51另一端通過電容C52連接AC_N；可調電抗器L52另一固定端分別連接電容C53一端、電阻R52一端、電容C54一端、電流互感器CT1一端、電感L55一端、電容C55一端、電阻R53一端，電容C53另一端、電阻R52另一端、電容C54另一端均連接AC_N，電流互感器CT1另一端接信號輸出端AC_L_OUTPUT，電感L55另一端、電容C55另一端、電阻R53另一端均連接電容C56一端，電容C56另一端通過電感L54接AC_N。

本實用新型的有益效果是：

1、系統通過實時采集供用電參數，將可變PWM調節(jié)技術、小電流連續(xù)調節(jié)電壓換流技術、分相平衡調節(jié)技術、用電能耗統計技術、運行管理技術融為一體，提高供電質量，確保設備使用壽命，降低維護成本。

2、利用電子元器件的硬連接實現延時供電，響應速度快且穩(wěn)定性高。延時時間可以通過改變C9、R19的值進行設置，也可以通過調整U5－Q1～U5－Q14來改變延時時間。

3、保護電路由硬件直接觸發(fā)得到，過零信號異常時能迅速關斷PWM驅動，對MCU而言只需要一路PWM信號輸出，配合邏輯門電路便可以驅動正負半周的斬波信號和續(xù)流信號。

4、驅動電路中，PWM1為交流正半周斬波信號，PWM2為交流負半周斬波信號，PWM3為交流負半周續(xù)流信號，PWM4為交流正半周續(xù)流信號，PWM1、PWM2、PWM3、PWM4四路PWM信號分別經過光耦U41、U42、U43、U44進行光電耦合，再由光耦U41、U42、U43、U44的次級輸出，分別經過驅動三極管Q41和Q42、Q43和Q44、Q45和Q46、Q47和Q48來驅動GB1、GB2、GB3、GB4。整個控制過程對電流信號中不同部分的單獨處理后，在將斬波信號與交流信號AC_L_INPUT整合輸出，大大提高了PWM控制的準確度和穩(wěn)定性。

5、這種自消諧的斬波輸出濾波電路通過對輸出電流、電壓諧波含量的采樣回饋，能夠將低次諧波和高次諧波進行吸收，提高輸出的供電質量，延長用電器的使用壽命，降低線路傳輸損耗，不污染電網。

附圖說明

圖1是本實用新型系統原理框圖；

圖2是本實用新型電源電路和延時電路的電路原理圖；

圖3是本實用新型保護電路原理圖；

圖4是本實用新型驅動電路原理圖；

圖5是本實用新型濾波電路原理圖。

具體實施方式

如圖1所示，供電質量調節(jié)裝置由單片機、電源電路、保護電路、反饋電路、驅動電路、濾波電路、人機接口、RTC電路和通信電路構成。

單片機負責整個系統的邏輯控制，電源電路負責給整個系統提供工作電源，保護電路根據系統輸出電壓、電流、溫度等信號對系統和負載進行有效的保護，反饋電路負責采集系統輸出的電壓、電流以及系統溫度信號，為保護電路提供保護依據，同時為單片機提供當前輸出的電壓、電流、溫度數據，驅動電路負責輸出電壓、電流的PWM功率控制，濾波電路負責將調制輸出的電壓進行濾波整形，人機接口包括LCD顯示和按鍵，負責人機對話，RTC電路為系統提供實時時鐘，通信電路提供多種通信接口，可以連接遠程計算機，實現遠程調節(jié)與監(jiān)控。

如圖2所示，電源電路包括供電電路、延時電路和輸出電路，所述的電源電路利用變壓器T1實現降壓，電源電路輸入端連接外部電壓，電源電路輸出端包括VDD電壓輸出端、D5V電壓輸出端和控制輸出端，控制輸出端連接延時電路，VDD電壓輸出端連接輸出電路。

供電電路包括變壓器T1、整流器BD1、整流器BD2，整流器BD1第二引腳接滑動變阻器RT1一個固定端，滑動變阻器RT1另一個固定端接VAIN，滑動變阻器RT1滑動端接整流器BD2第三引腳，整流器BD1第三引腳接滑動變阻器RT2一個固定端，滑動變阻器RT2另一個固定端接VBIN，滑動變阻器RT2滑動端接整流器BD2第三引腳，整流器BD2第二引腳接滑動變阻器RT3一個固定端，滑動變阻器RT3另一個固定端接VCIN，滑動變阻器RT2滑動端接整流器BD2第三引腳，整流器BD2第三引腳接N線，整流器BD1第一引腳、整流器BD2第一引腳均接V300，整流器BD1第四引腳、整流器BD2第四引腳均接G300V；變壓器T1第八輸入端分別連接V300、穩(wěn)壓二極管D3負極、電阻R2一端、電阻R1一端、極性電容C7正極，穩(wěn)壓二極管D3正極通過電阻R4接二極管D4負極，二極管D4正極接變壓器T1第六輸入端，電阻R2另一端能通過依次串聯的電阻R7、電阻R15、電阻R12接穩(wěn)壓二極管D6負極，穩(wěn)壓二極管D6正極接G300V，電阻R2另一端能通過依次串聯的電阻R7、電阻R15、電阻R8接場效應管Q1的G極，場效應管Q1的G極接穩(wěn)壓二極管D5負極，穩(wěn)壓二極管D5正極分別接場效應管Q1的S極、電源塊U3第四引腳，場效應管Q1的D極接變壓器T1第六輸入端，電阻R1另一端通過電阻R5分別接電阻R9一端、極性電容C7負極、極性電容C11正極，電阻R9另一端通過電阻R14接C300V，極性電容C11負極接G300V，電源塊U3第五、第六、第七、第八引腳均接G300V，電源塊U3第二引腳通過電容C16接G300V，電源塊U3第一引腳分別接逛夠U2第四引腳、三極管Q14發(fā)射極，光耦U2第三引腳、三極管Q14集電極均接G300V，三極管Q14基極為控制輸出端，且通過電阻R6接G300V；變壓器T1第一輸出端接二極管D2正極，變壓器T1第三輸出端接地，二極管D2負極分別接穩(wěn)壓芯片U2第一引腳、極性電容C3正極，極性電容C3負極接地，穩(wěn)壓芯片U2第二引腳接地，穩(wěn)壓芯片U2第三引腳輸出VDD，穩(wěn)壓芯片U2第三引腳分別接極性電容C4正極、電容C6一端、電容C70一端、極性電容C71正極、極性電容C72正極，極性電容C4負極、電容C6另一端、電容C70另一端、極性電容C71負極、極性電容C72負極均接地；變壓器T1第十輸出端接二極管D1正極，二極管D1負極分別接極性電容C1正極、極性電容C55正極、電容C50一端、電阻R3一端、電感L1一端，極性電容C1負極、極性電容C55負極、電容C50另一端、電阻R3另一端均接地，電感L1另一端分別接電阻R11一端、極性電容C2正極、極性電容C56正極、電容C5一端，極性電容C2負極、極性電容C56負極、電容C5另一端均接地，電阻R11另一端分別接電容C12一端、電阻R16一端、放大器U4第一引腳，電阻R16另一端接地，電容C12另一端分別接放大器U4第三引腳、電阻R10一端、光耦U2第二引腳，電阻R10另一端、光耦U2第一引腳、放大器U4第二引腳均接地。其中，電源塊U3采用芯片TNY276P，光耦U2采用PC817K。

延時電路包括芯片U5，芯片U5第十二引腳分別連接電容C10一端、電阻R24一端，電阻R24另一端接G300V，電容C10另一端接V12V、極性電容C8正極、穩(wěn)壓二極管D7負極、電阻R13一端，極性電容C8負極、穩(wěn)壓二極管D7正極均接地，電阻R13另一端接V300；芯片U5第十引腳接電阻R19一端，電阻R19另一端分別接電容C9一端、電阻R18一端，電容C9另一端接芯片U5第九引腳，電阻R18另一端分別接芯片U5第十一引腳、二極管D8負極，二極管D8正極分別接電阻R17一端、芯片U5第三引腳，電阻R17另一端接電源電路控制輸出端。其中，所述的芯片U5為14級二進制計數器/分頻器。

的輸出電路包括中間繼電器RE1和交流接觸器CJ1，中間繼電器RE1的兩個固定端分別連接VDD和GND，中間繼電器RE1的活動端分別連接AC_L線和交流接觸器CJ1一個固定端，交流接觸器CJ1另一個固定端連接AC_N線，交流接觸器CJ1的活動端連接輸出線纜。

電源電路的工作原理為：

工作原理：給系統送電后，由于三極管Q2導通，U6-1腳輸入低電平，U1單元不會輸出電壓，此時系統電源在變壓器T1的次級線圈都不會有電壓輸出。U5為14級二進制計數器/分頻器，計數時基為t0＝2.2*C9*R19＝2.2mS；T_Q14＝2.2mS*2^14≈36S；當經過36S后U5-Q14輸出高電平，此時Q2截止，U6-1腳由光耦U2進行控制，T1的次級線圈輸出電壓，同時Q14輸出端經過D8將U5_11腳拉高，禁止U5的時鐘震蕩輸入，讓U5-Q14一直保持高電平，使電源持續(xù)工作。此時U1單元的兩路電源輸出電壓，系統的弱電部分得電，由于VDD和GND得電，中間繼電器RE1吸合，控制交流接觸器CJ1吸合，可以給強電部分送電運行。延時時間可以通過改變C9、R19的值進行設置，也可以通過調整U5－Q1～U5－Q14來改變延時時間。

如圖3所示，保護電路包括220V交流信號處理電路和PWM信號處理電路。

220V交流信號處理電路包括光耦U32、光耦U33、光耦U34、光耦U35，光耦U32第一引腳分別接電容C31一端、AC_N信號端，電容C31另一端分別接電阻R31一端、電容C32一端、光耦U32第二引腳、光耦U33第一引腳，電阻R31另一端接AC_L信號端，電容C32另一端分別接AC_N信號端、光耦U33第二引腳，光耦U32第四引腳接VCC電壓，光耦U32第三引腳分別接電阻R33一端、電容C35一端、PWM信號處理電路信號輸入端，電阻R33另一端、電容C35另一端均接地，光耦U33第四引腳接VCC電壓，光耦U33第三引腳分別接電阻R34一端、電容C36一端、PWM信號處理電路信號輸入端，電阻R34另一端、電容C36另一端均接地；光耦U34第一引腳分別接電容C33一端、AC_N信號端，電容C33另一端分別接電阻R32一端、電容C34一端、光耦U34第二引腳、光耦U35第一引腳，電阻R32另一端接AC_L信號端，電容C34另一端分別接AC_N信號端、光耦U35第二引腳，光耦U34第四引腳接VCC電壓，光耦U34第三引腳分別接電阻R35一端、電容C37一端、PWM信號處理電路信號輸入端，電阻R35另一端、電容C37另一端均接地，光耦U35第四引腳接VCC電壓，光耦U35第三引腳分別接電阻R36一端、電容C38一端、PWM信號處理電路信號輸入端，電阻R36另一端、電容C38另一端均接地。其中，光耦U32、光耦U33、光耦U34、光耦U35均為PS2501光電耦合器。

PWM信號處理電路包括反相器U31、與門芯片U36、或門芯片U37，反相器U31第一引腳接信號端PWM_IN，反相器U31第二引腳分別接與門芯片U36第一引腳、與門芯片U36第四引腳，反相器U31第三引腳接光耦U32第三引腳，反相器U31第四引腳接或門芯片U37第十引腳，反相器U31第五引腳接光耦U33第三引腳，反相器U31第六引腳接或門芯片U37第十三引腳；與門芯片U36第二引腳接光耦U34第三引腳，與門芯片U36第五引腳接光耦U35第三引腳，與門芯片U36第三引腳接或門芯片U37第二引腳，與門芯片U36第六引腳接或門芯片U37第五引腳；或門芯片U37第一引腳、第四引腳、第九引腳、第十二引腳均連接保護信號輸入端PRO_IN，或門芯片U37第三引腳連接輸出端PWM_OUT1，或門芯片U37第六引腳連接輸出端PWM_OUT2，或門芯片U37第八引腳連接輸出端PWM_OUT3，或門芯片U37第十一引腳連接輸出端PWM_OUT4。其中，反相器U31的型號為六反相器74F04，與門芯片U36采用74F08芯片，或門芯片U37采用74F32芯片。

保護電路的工作原理為：

PRO_IN為輸入保護信號，高電平有效；PWM_N為占空比可調的PWM信號,高電平觸發(fā)；AC_L為220V交流輸入信號的相線，AC_N為220V交流輸入信號的零線，PWM_OUT1、PWM_OUT2、PWM_OUT3、PWM_OUT4為經過本電路調制輸出用于驅動交流斬波IGBT電路的PWM信號，其中PWM_OUT1、PWM_OUT2、PWM_OUT3、PWM_OUT4輸出為低電平時有效，可觸發(fā)IGBT驅動電路工作。

當保護信號PRO_IN為高電平時，PWM_OUT1、PWM_OUT2、PWM_OUT3、PWM_OUT4輸出高，關斷IGBT驅動電路，當保護信號PRO_IN為低電平時，解除對IGBT的保護。

PWM信號經過反相器U31A，變?yōu)榈碗娖接|發(fā)，與U32、U33、U34、U35輸出的過零死區(qū)信號進行調制后輸出給PWM_OUT1、PWM_OUT2、PWM_OUT3、PWM_OUT4以可觸發(fā)IGBT驅動電路。

AC_L在正半周時，光耦U33和U35會打開，輸出高電平，其中U33為斬波電路提供續(xù)流信號，U33經過U31C后和保護信號經過U37D生成信號PWM_OUT3為斬波電路提供正半周續(xù)流觸發(fā)信號，U35和PWM_IN信號經過U36B后與保護信號經過U37B生成信號PWM_OUT2為斬波電路提供正半周斬波觸發(fā)信號，由于R31和R32的電阻值不同，U33開通的時間要大于U35，U33會在U35導通之前導通，會在U35關閉之后再關閉，可以保證續(xù)流電路在斬波電路工作之前先工作，在續(xù)流電路不工作之后再關閉，這樣就保證了為斬波電路提供了有效的續(xù)流。

AC_L在負半周時，光耦U32和U34會打開，輸出高電平，其中U32為斬波電路提供續(xù)流信號，U32經過U31B后和保護信號經過U37C生成信號PWM_OUT4為斬波電路提供負半周續(xù)流觸發(fā)信號，U34和PWM_IN信號經過U36A后與保護信號經過U37A生成信號PWM_OUT1為斬波電路提供負半周斬波觸發(fā)信號，由于R31和R32的電阻值不同，U32開通的時間要大于U34，U32會在U34導通之前導通，會在U34關閉之后再關閉，可以保證續(xù)流電路在斬波電路工作之前先工作，在續(xù)流電路不工作之后再關閉，這樣就保證了為斬波電路提供了有效的續(xù)流。

如圖4所示，驅動電路包括交流正半周斬波信號輸入電路、交流負半周斬波信號輸入電路、交流負半周續(xù)流信號輸入電路、交流正半周續(xù)流信號輸入電路、交流信號輸出電路。

正半周斬波信號輸入電路包括光耦U41，光耦U41第二引腳接電壓VC4C4，光耦U41第三引腳通過電阻R41接正半周斬波信號PWM_1，光耦U41第五引腳接地，光耦U41第八引腳接電壓Vdrv1，光耦U41第六引腳和第七引腳均接電阻R47一端，電阻R47另一端分別接三極管Q41基極、三極管Q42基極，三極管Q41集電極接電壓Vdrv1，三極管Q41發(fā)射極分別接交流信號輸出電路控制端、三極管Q42發(fā)射極，三極管Q42集電極接地。

負半周斬波信號輸入電路包括光耦U42，光耦U42第二引腳接電壓VC4C4，光耦U41第三引腳通過電阻R42接負半周斬波信號PWM_2，光耦U42第五引腳接地，光耦U42第八引腳接電壓Vdrv1，光耦U42第六引腳和第七引腳均接電阻R48一端，電阻R48另一端分別接三極管Q43基極、三極管Q44基極，三極管Q43集電極接電壓Vdrv1，三極管Q43發(fā)射極分別接交流信號輸出電路控制端、三極管Q44發(fā)射極，三極管Q44集電極接地。

負半周續(xù)流信號輸入電路包括光耦U43，光耦U43第二引腳接電壓VC4C4，光耦U43第三引腳通過電阻R43接負半周續(xù)流信號PWM_3，光耦U43第五引腳接地，光耦U43第八引腳接電壓Vdrv2，光耦U43第六引腳和第七引腳均接電阻R49一端，電阻R49另一端分別接三極管Q45基極、三極管Q46基極，三極管Q45集電極接電壓Vdrv2，三極管Q45發(fā)射極分別接交流信號輸出電路控制端、三極管Q46發(fā)射極，三極管Q46集電極接地。

正半周續(xù)流信號輸入電路包括光耦U44，光耦U44第二引腳接電壓VC4C4，光耦U44第三引腳通過電阻R43接正半周續(xù)流信號PWM_4，光耦U44第五引腳接地，光耦U44第八引腳接電壓Vdrv2，光耦U44第六引腳和第七引腳均接電阻R412一端，電阻R412另一端分別接三極管Q47基極、三極管Q48基極，三極管Q47集電極接電壓Vdrv2，三極管Q47發(fā)射極分別接交流信號輸出電路控制端、三極管Q48發(fā)射極，三極管Q48集電極接地。

上述的光耦U41、光耦U42、光耦U43、光耦U44均采用TLP250芯片，三極管Q41-Q48均采用SS8550三極管。

交流信號輸出電路包括GB1、GB2、GB3、GB4四個IGBT，GB1的集電極分別接二極管D41負極、交流信號AC_L_INPU4T，二極管D41正極接地，GB1發(fā)射極接地，GB1門極分別接二極管D42負極、電阻R413一端，二極管D42正極接地，電阻R413另一端接地；GB2的集電極分別接二極管D46負極、信號AC_L_PWM，二極管D46正極接地，GB2發(fā)射極接地，GB2門極分別接二極管D42負極、電阻R414一端，二極管D43正極接地，電阻R414另一端接地；GB3的集電極分別接二極管D47負極、信號AC_L_PWM，二極管D47正極接地，GB3發(fā)射極接地，GB3門極分別接二極管D44負極、電阻R415一端，二極管D44正極接地，電阻R415另一端接地；GB4的集電極分別接二極管D48負極、信號AC_N，二極管D48正極接地，GB4發(fā)射極接地，GB4門極分別接二極管D45負極、電阻R416一端，二極管D45正極接地，電阻R416另一端接地；二極管D42正極通過電阻R410接穩(wěn)壓二極管Z1負極，穩(wěn)壓二極管Z1正極接地，穩(wěn)壓二極管Z1負極通過電阻R45接電壓Vdrv1，二極管D44正極通過電阻R411接穩(wěn)壓二極管Z2負極，穩(wěn)壓二極管Z2正極接地，穩(wěn)壓二極管Z2負極通過電阻R46接電壓Vdrv2。

驅動電路的工作原理為：

PWM1為交流正半周斬波信號，PWM2為交流負半周斬波信號，PWM3為交流負半周續(xù)流信號，PWM4為交流正半周續(xù)流信號，PWM1、PWM2、PWM3、PWM4四路PWM信號分別經過光耦U41、U42、U43、U44進行光電耦合，再由光耦U41、U42、U43、U44的次級輸出，分別經過驅動三極管Q41和Q42、Q43和Q44、Q45和Q46、Q47和Q48來驅動GB1、GB2、GB3、GB4。

交流信號AC_L_INPUT為正半周時，PWM1輸出PWM斬波信號，交流信號AC_L_INPUT經過PWM1的斬波調制，通過二極管D6輸出，此時GB4持續(xù)導通和D47組成正半周續(xù)流電路；交流信號AC_L_INPUT為負半周時，PWM2輸出PWM斬波信號，交流信號AC_L_INPUT經過PWM2的斬波調制，通過二極管D41輸出，此時GB3持續(xù)導通和D48組成負半周續(xù)流電路；R45和Z1、R46和Z6分別產生GB1和GB2、GB3和GB4工作的關斷負壓產生電路；R413和D42、R414和D43、R415和D44、R416和D45分別構成GB1、GB2、GB3、GB4的柵極保護電路。

如圖5所示，濾波電路包括可調電抗器L52，可調電抗器L52滑動控制端連接微處理器U51，可調電抗器L52一個固定端分別連接信號輸入端AC_L5_PWM、電阻R51一端、電容C51一端、電感L51一端、滑動變阻器RV51一個固定端，電阻R51另一端、電容C51另一端、滑動變阻器RV51另一個固定端均連接AC_N，電感L51另一端通過電容C52連接AC_N；可調電抗器L52另一固定端分別連接電容C53一端、電阻R52一端、電容C54一端、電流互感器CT1一端、電感L55一端、電容C55一端、電阻R53一端，電容C53另一端、電阻R52另一端、電容C54另一端均連接AC_N，電流互感器CT1另一端接信號輸出端AC_L_OUTPUT，電感L55另一端、電容C55另一端、電阻R53另一端均連接電容C56一端，電容C56另一端通過電感L54接AC_N。其中，可調電抗器L52的工作參數為：30Kvar/450Vac/ADJ，電容C53的工作參數為：30Kvar/450Vac。

濾波電路的工作原理為：

AC_L_PWM為斬波輸出的離散正弦波電壓信號，AC_N為N線，AC_L_PWM信號經過可調電抗器(MCR或TCR)L52和電力濾波電容器C53的LC濾波器，輸出模擬的連續(xù)正弦交流電壓信號，但是由于斬波電路采用的高頻PWM信號驅動IGBT進行斬波的，所以會產生低次諧波和高次諧波，CT1為電流互感器，采集輸出電流信號，CT1輸出的電流信號和直接采樣的電壓信號經過U52采樣單元輸出到U51的MCU單元，U51經過電壓、電流FFT變換分析低次諧波數據，根據諧波數據輸出信號實時調節(jié)可調電抗器的電感值，與C53構成低次濾波器，濾除低次諧波，同時由L55、C55、R53、C56、L54組成高次諧波濾波器濾除高次諧波。

應當指出，以上所述具體實施方式可以使本領域的技術人員更全面地理解本實用新型的具體結構，但不以任何方式限制本實用新型創(chuàng)造。因此，盡管說明書及附圖和實施例對本實用新型創(chuàng)造已進行了詳細的說明，但是，本領域技術人員應當理解，仍然可以對本實用新型創(chuàng)造進行修改或者等同替換；而一切不脫離本實用新型創(chuàng)造的精神和范圍的技術方案及其改進，其均涵蓋在本實用新型創(chuàng)造專利的保護范圍當中。