專利名稱：Ups系統(tǒng)中的逆變電路的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型屬于一種電子電路技術(shù)，具體的說是一種UPS系統(tǒng)中的逆變電路。采用智能元件實現(xiàn)逆變功能，也就是將輸入的直流電轉(zhuǎn)化為正弦波輸出。
背景技術(shù)：
在現(xiàn)有的逆變器中，通常采用基準正弦波與三角波比較的方法產(chǎn)生PWM控制信號，其硬件實現(xiàn)煩瑣，成本高，失真度高，頻率很難穩(wěn)定。
技術(shù)方案本實用新型的目的在于公開一種UPS系統(tǒng)中的逆變電路，克服傳統(tǒng)逆變器的硬件實現(xiàn)難，成本高等缺點，得到失真度小、頻率穩(wěn)定可調(diào)的正弦波。本電路采用先進的PWM集成產(chǎn)生芯片，按軟件設(shè)定的值產(chǎn)生高頻的等幅不等寬的矩形波。該正弦波的幅值、頻率可用軟件調(diào)整。開關(guān)器件采用集成IPM模塊，其內(nèi)部集成七單元IGBT，并集成了智能保護系統(tǒng)，包括輸出短路保護、過壓保護、過流保護和過熱保護。利用單片機控制PWM集成芯片輸出高頻矩形波，控制高頻開關(guān)管IGBT的開通和關(guān)斷，從而產(chǎn)生穩(wěn)定的正弦波。
本實用新型組成有直流蓄電池1，、IPM模塊2、升壓隔離變壓器3、穩(wěn)壓濾波電路4、負載5、霍爾傳感器6、單片機7、霍爾傳感器8、PWM產(chǎn)生芯片9、光電耦合器10、頻率調(diào)節(jié)單元11、頻率顯示單元12、電壓顯示單元13；其其特征是單片機7以實現(xiàn)數(shù)據(jù)控制、智能監(jiān)控和數(shù)據(jù)的實時調(diào)整，按事先計算的數(shù)值送給PWM產(chǎn)生芯片9，PWM產(chǎn)生芯片9即產(chǎn)生高頻矩形波。矩形波的輸出直接連接到IPM的控制腳上，通過矩形波的高低電平控制其內(nèi)部IGBT的開通和關(guān)斷，通過矩形波脈沖寬度的不同控制輸出正弦波的幅值的大小。正弦波通過IPM的輸出腳連接到負載。在負載端經(jīng)霍爾傳感器將負載的電流、電壓值反饋到單片機，單片機在必要的時候?qū)斎氲絇WM產(chǎn)生芯片9的數(shù)據(jù)進行調(diào)整，以保證負載得到穩(wěn)定的交流電壓。所述的IPM單相正弦波輸出的逆變電路其中YPBB、RPBB、YPBT、RPBT是來自PWM產(chǎn)生芯片的高頻矩形波，經(jīng)光電隔離后輸入到IPM。YPBB和YPBT用來控制一對IGBT。信號YPBT控制頂端的IGBT，其輸入端為直流的正極；與其相對應(yīng)的直流負極輸入接到底部的IGBT，由信號YRBB控制。同理，信號RPBB、RPBT控制另外一對相互對應(yīng)的IGBT。具體的控制過程如下由信號YPBT和RPBT控制，直流的正極輸入接到IGBT1和IGBT3，即由信號YPBB和RPBB控制直流的負極接到IGBT2和IGBT4的輸入端。當(dāng)信號YPBT和信號RPBB控制的IGBT同時導(dǎo)通時，電流經(jīng)IGBT1流經(jīng)負載后由IGBT4到達電源負極，構(gòu)成正向回路，此時，負載得到的是正向的電壓，即正弦波的正半周期；當(dāng)信號RPBT和信號YPBB控制的IGBT同時導(dǎo)通時，電流通過IGBT3流經(jīng)負載后，由IGBT2流入電源負極，構(gòu)成反向回路。此時負載得到的是反向電壓，即正弦波的負半周期。正弦波的幅值大小由控制信號的脈沖寬大決定?？刂菩盘柮}沖寬大越大，正弦波幅值越高，反之越低。半周的控制信號應(yīng)由窄到寬，再由寬到窄，對應(yīng)正弦波的先遞增再遞減。


圖1本實用新型逆變電路系統(tǒng)框圖圖2本實用新型IPM內(nèi)部結(jié)構(gòu)示意圖圖3本實用新型逆變電路信號輸入部分原理圖圖4本實用新型逆變電路主回路部分原理圖具體實施方式
圖1為逆變電路的單片機系統(tǒng)框圖。由單片機實現(xiàn)數(shù)據(jù)控制、智能監(jiān)控和數(shù)據(jù)的實時調(diào)整。首先單片機按事先計算的數(shù)值，50HZ或其他任意頻率，送給PWM產(chǎn)生芯片，PWM產(chǎn)生芯片即產(chǎn)生高頻矩形波。矩形波的輸出直接連接到IPM的控制腳上，通過矩形波的高低電平控制其內(nèi)部IGBT的開通和關(guān)斷，并且通過矩形波脈沖寬度的不同控制輸出正弦波的幅值的大小。正弦波通過IPM的輸出腳連接到負載。在負載端經(jīng)霍爾傳感器將負載的電流、電壓值反饋到單片機，單片機在必要的時候?qū)斎氲絇WM產(chǎn)生芯片的數(shù)據(jù)進行調(diào)整，以保證負載得到穩(wěn)定的交流電壓本實用新型具有以下優(yōu)點(1)采用進口集成IPM智能功率模塊，集成IGBT和監(jiān)控電路，硬件結(jié)果簡單，體積小，成本低，便于維護；(2)IPM的報警輸出與單片機監(jiān)控系統(tǒng)連接，實現(xiàn)故障檢測并作出相應(yīng)的處理，使系統(tǒng)可靠性大大提高；(3)輸出正弦波波形穩(wěn)定，失真度小，幅值可實時調(diào)整，可滿足不同負載的要求。
權(quán)利要求1.一種UPS系統(tǒng)中的逆變電路，組成有直流蓄電池(1)、IPM模塊(2)、升壓隔離變壓器(3)、穩(wěn)壓濾波電路(4)、負載(5)、霍爾傳感器(6)、單片機(7)、霍爾傳感器(8)、PWM產(chǎn)生芯片(9)、光電耦合器(10)、頻率調(diào)節(jié)單元(11)、頻率顯示單元(12)、電壓顯示單元(13)；其特征是單片機(7)以實現(xiàn)數(shù)據(jù)控制、智能監(jiān)控和數(shù)據(jù)的實時調(diào)整，按事先計算的數(shù)值送給PWM產(chǎn)生芯片(9)，PWM產(chǎn)生芯片(9)即產(chǎn)生高頻矩形波；矩形波的輸出直接連接到IPM的控制腳上，通過矩形波的高低電平控制其內(nèi)部IGBT的開通和關(guān)斷，通過矩形波脈沖寬度的不同控制輸出正弦波的幅值的大小；正弦波通過IPM的輸出腳連接到負載；在負載端經(jīng)霍爾傳感器將負載的電流、電壓值反饋到單片機，單片機在必要的時候?qū)斎氲絇WM產(chǎn)生芯片(9)的數(shù)據(jù)進行調(diào)整，以保證負載得到穩(wěn)定的交流電壓；所述的IPM單相正弦波輸出的逆變電路其中YPBB、RPBB、YPBT、RPBT是來自PWM產(chǎn)生芯片的高頻矩形波，經(jīng)光電隔離后輸入到IPM；YPBB和YPBT用來控制一對IGBT；信號YPBT控制頂端的IGBT，其輸入端為直流的正極；與其相對應(yīng)的直流負極輸入接到底部的IGBT，由信號YRBB控制，信號RPBB、RPBT控制另外一對相互對應(yīng)的IGBT，具體的控制過程如下由信號YPBT和RPBT控制，直流的正極輸入接到IGBT1和IGBT3，即由信號YPBB和RPBB控制直流的負極接到IGBT2和IGBT4的輸入端；當(dāng)信號YPBT和信號RPBB控制的IGBT同時導(dǎo)通時，電流經(jīng)IGBT1流經(jīng)負載后由IGBT4到達電源負極，構(gòu)成正向回路，此時，負載得到的是正向的電壓，即正弦波的正半周期；當(dāng)信號RPBT和信號YPBB控制的IGBT同時導(dǎo)通時，電流通過IGBT3流經(jīng)負載后，由IGBT2流入電源負極，構(gòu)成反向回路，此時負載得到的是反向電壓，即正弦波的負半周期；正弦波的幅值大小由控制信號的脈沖寬大決定，控制信號脈沖寬大越大，正弦波幅值越高，反之越低，半周的控制信號應(yīng)由窄到寬，再由寬到窄，對應(yīng)正弦波的先遞增再遞減。
專利摘要本實用新型公開一種UPS系統(tǒng)中的逆變電路，克服傳統(tǒng)逆變器的硬件實現(xiàn)難，成本高等缺點，得到失真度小、頻率穩(wěn)定可調(diào)的正弦波。本電路采用先進的PWM集成產(chǎn)生芯片，按軟件設(shè)定的值產(chǎn)生高頻的等幅不等寬的矩形波。該正弦波的幅值、頻率可用軟件調(diào)整。開關(guān)器件采用集成IPM模塊，其內(nèi)部集成七單元IGBT，并集成了智能保護系統(tǒng)，包括輸出短路保護、過壓保護、過流保護和過熱保護。利用單片機控制PWM集成芯片輸出高頻矩形波，控制高頻開關(guān)管IGBT的開通和關(guān)斷，從而產(chǎn)生穩(wěn)定的正弦波。本實用新型組成有直流蓄電池1，、IPM模塊2、升壓隔離變壓器3、穩(wěn)壓濾波電路4、負載5、霍爾傳感器6、單片機7、霍爾傳感器8、PWM產(chǎn)生芯片9、光電耦合器10、頻率調(diào)節(jié)單元11、頻率顯示單元12、電壓顯示單元13。
文檔編號H02M7/42GK2737063SQ20032011178
公開日2005年10月26日 申請日期2003年12月26日 優(yōu)先權(quán)日2003年12月26日
發(fā)明者冷嚴冬, 秦濤, 白德芳, 王國強, 劉志強 申請人:哈爾濱九洲電氣股份有限公司