專利名稱：逆變器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及電力轉(zhuǎn)換設(shè)備，尤其涉及一種逆變器。
背景技術(shù)：
現(xiàn)在用作交流電力電源裝置的發(fā)電機(jī)中為了能使輸出的頻率和電壓穩(wěn)定而又節(jié)能，往往采用先將發(fā)電機(jī)發(fā)出的交流電進(jìn)行整流成為直流電，再使用逆變器將直流電轉(zhuǎn)換為交流電輸出。但是現(xiàn)有的控制裝置大多存在硬件電路復(fù)雜、調(diào)試?yán)щy、抗干擾能力差和存在溫度漂移等缺點(diǎn)，導(dǎo)致實(shí)際使用的效果不盡如人意。

實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型主要解決的技術(shù)問(wèn)題是提供一種抗干擾能力強(qiáng)、響應(yīng)速度快的逆變
ο為解決上述技術(shù)問(wèn)題，本實(shí)用新型采用的一個(gè)技術(shù)方案是提供一種逆變器，包括主電路模塊和控制電路模塊，所述主電路模塊包括AC/DC整流濾波電路、開(kāi)關(guān)電路和輸出濾波電路；所述控制電路模塊包括數(shù)字信號(hào)處理電路、驅(qū)動(dòng)電路、輸出電壓采樣器和輸出電流采樣器；所述AC/DC整流濾波電路的輸出端連接所述開(kāi)關(guān)電路的輸入端，所述開(kāi)關(guān)電路的輸出端連接所述輸出濾波電路的輸入端，所述輸出濾波電路的輸出端向外接負(fù)載輸出交流電；所述輸出電壓采樣器的輸入端連接所述輸出濾波電路的輸出端，輸出電壓采樣器的輸出端連接所述數(shù)字信號(hào)處理電路的第一輸入端；所述輸出電流采樣器的輸入端連接所述輸出濾波電路的輸出端，輸出電流采樣器的輸出端連接所述數(shù)字信號(hào)處理電路的第二輸入端；所述數(shù)字信號(hào)處理電路的輸出端連接所述驅(qū)動(dòng)電路的輸入端，所述驅(qū)動(dòng)電路的輸出端連接所述開(kāi)關(guān)電路的受控端。其中，所述控制電路模塊還包括穩(wěn)壓電路，所述穩(wěn)壓電路的輸入端與所述AC/DC 整流濾波電路的輸出端連接，所述穩(wěn)壓電路的輸出端連接所述AC/DC整流濾波電路的反饋端。其中，所述AC/DC整流濾波電路包括可控硅整流橋和電解電容，所述電解電容并聯(lián)在可控硅整流橋輸出端。其中，所述開(kāi)關(guān)電路包括四個(gè)絕緣柵雙極型晶體管，所述絕緣柵雙極型晶體管連接成逆變橋。其中，所述數(shù)字信號(hào)處理電路包括芯片ATTINY2313和/或芯片ATTINY^。其中，所述驅(qū)動(dòng)電路包括具有短路故障檢測(cè)功能的驅(qū)動(dòng)芯片^2113S。本實(shí)用新型的有益效果是區(qū)別于現(xiàn)有技術(shù)的逆變器控制裝置大多存在硬件電路復(fù)雜、調(diào)試?yán)щy、抗干擾能力差和存在溫度漂移等缺點(diǎn)，本實(shí)用新型的逆變器采用高速數(shù)字信號(hào)處理電路對(duì)輸出濾波電路的輸出電壓進(jìn)行處理得到控制信號(hào)，該控制信號(hào)用于控制開(kāi)關(guān)電路，進(jìn)而控制輸出電壓，采用閉環(huán)反饋控制，抗干擾能力強(qiáng)；所有信號(hào)進(jìn)行全數(shù)字化處理，負(fù)載響應(yīng)能力快，響應(yīng)速度可達(dá)到毫秒級(jí)，頻率穩(wěn)定度在士0. 2Hz，電壓穩(wěn)定度士3%，開(kāi)關(guān)電路對(duì)直流電進(jìn)行全電壓SVPWM調(diào)制，電壓利用率高，開(kāi)關(guān)噪聲低，開(kāi)關(guān)損耗小。
圖1是本實(shí)用新型逆變器的結(jié)構(gòu)框圖。
具體實(shí)施方式
為詳細(xì)說(shuō)明本實(shí)用新型的技術(shù)內(nèi)容、構(gòu)造特征、所實(shí)現(xiàn)目的及效果，以下結(jié)合實(shí)施方式并配合附圖詳予說(shuō)明。請(qǐng)參閱圖1，本實(shí)用新型提供一種逆變器，包括主電路模塊1和控制電路模塊2，所述主電路模塊1包括AC/DC整流濾波電路11、開(kāi)關(guān)電路12和輸出濾波電路13 ；所述控制電路模塊2包括數(shù)字信號(hào)處理電路22、驅(qū)動(dòng)電路23、輸出電壓采樣器M和輸出電流采樣器 25，控制電路模塊2的電源由外接交流電源經(jīng)整流整壓后提供。AC/DC整流濾波電路11用于將發(fā)電機(jī)組輸出的交流電轉(zhuǎn)換為平穩(wěn)的直流電，AC/ DC整流濾波電路11的輸入端連接發(fā)電機(jī)組，AC/DC整流濾波電路11的輸出端連接開(kāi)關(guān)電路12的輸入端，開(kāi)關(guān)電路12的輸出端連接輸出濾波電路13的輸入端，輸出濾波電路13的輸出端向外接負(fù)載輸出交流電。輸出電壓采樣器對(duì)的輸入端連接輸出濾波電路13的輸出端，輸出電壓采樣器M 的輸出端連接數(shù)字信號(hào)處理電路22的第一輸入端；輸出電流采樣器25的輸入端連接輸出濾波電路13的輸出端，輸出電流采樣器25的輸出端連接數(shù)字信號(hào)處理電路22的第二輸入端；數(shù)字信號(hào)處理電路22的輸出端連接驅(qū)動(dòng)電路23的輸入端，驅(qū)動(dòng)電路23的輸出端連接開(kāi)關(guān)電路12的受控端。AC/DC整流濾波電路11將發(fā)電機(jī)輸出的交流電轉(zhuǎn)化為直流電輸出，該直流電輸入給開(kāi)關(guān)電路12進(jìn)行調(diào)制重新轉(zhuǎn)換為交流電，再經(jīng)過(guò)輸出濾波電路13濾波后向外輸出。該輸出的交流電和發(fā)電機(jī)原始輸出的交流電相比，頻率和電壓更加穩(wěn)定，更適合作為負(fù)載的工作電壓。輸出電流采樣器25對(duì)輸出濾波電路13的輸出電流進(jìn)行采樣，采樣得到的電流信號(hào)傳送給數(shù)字信號(hào)處理器22，用于過(guò)流保護(hù)控制。輸出電壓采樣器M對(duì)輸出濾波電路 13的輸出電壓進(jìn)行采樣，采樣得到的電壓信號(hào)傳送到數(shù)字信號(hào)處理電路22的輸入端，數(shù)字信號(hào)處理器22將采樣得到的電壓信號(hào)與給定的電壓進(jìn)行高速比較運(yùn)算，用電壓空間矢量算法得到開(kāi)關(guān)電路的控制邏輯信號(hào)，該控制信號(hào)經(jīng)驅(qū)動(dòng)電路23對(duì)開(kāi)關(guān)電路12進(jìn)行控制，開(kāi)關(guān)電路12采用鞍形波脈寬調(diào)制控制方式SVPWM對(duì)輸入的直流電進(jìn)行調(diào)制得到符合電壓要求的交流電，交流電經(jīng)過(guò)輸出濾波電路13的濾波處理后向外輸出。區(qū)別于現(xiàn)有技術(shù)的逆變器控制裝置大多存在硬件電路復(fù)雜、調(diào)試?yán)щy、抗干擾能力差和存在溫度漂移等缺點(diǎn)，本實(shí)用新型的逆變器采用高速數(shù)字信號(hào)處理電路對(duì)輸出濾波電路的輸出電壓進(jìn)行處理得到控制信號(hào)，該控制信號(hào)用于控制開(kāi)關(guān)電路，進(jìn)而控制輸出電壓，采用閉環(huán)反饋控制，抗干擾能力強(qiáng)；所有信號(hào)進(jìn)行全數(shù)字化處理，負(fù)載響應(yīng)能力快，響應(yīng)速度可達(dá)到毫秒級(jí)，頻率穩(wěn)定度在士0. 2Hz，電壓穩(wěn)定度士3%，開(kāi)關(guān)電路對(duì)直流電進(jìn)行全電壓SVPWM調(diào)制，電壓利用率高，開(kāi)關(guān)噪聲低，開(kāi)關(guān)損耗小。在一實(shí)施例中，控制電路模塊2還包括穩(wěn)壓電路21，穩(wěn)壓電路21的輸入端與AC/ DC整流濾波電路11的輸出端連接，穩(wěn)壓電路21的輸出端連接AC/DC整流濾波電路11的反饋端。穩(wěn)壓電路21采集AC/DC整流濾波電路11輸出的直流電的電壓，將采樣電壓與內(nèi)部精準(zhǔn)電壓進(jìn)行比較，結(jié)果反饋到AC/DC整流濾波電路11，AC/DC整流濾波電路11根據(jù)反饋結(jié)果進(jìn)行內(nèi)部調(diào)整，使進(jìn)入開(kāi)關(guān)電路12的輸入電壓穩(wěn)定。進(jìn)一步提高開(kāi)關(guān)電路的輸出電壓的穩(wěn)定性。本實(shí)用新型的AC/DC整流濾波電路11包括可控硅整流橋和電解電容，電解電容并聯(lián)在可控硅整流橋輸出端?？煽毓枵鳂蛴煽焖倩謴?fù)二極管和單向可控硅組成，其中一個(gè)二極管和一個(gè)單向可控硅形成一個(gè)橋路，三個(gè)這樣的橋路分別連接發(fā)電機(jī)的三個(gè)輸出端子，可控硅整流橋?qū)涣麟娺M(jìn)行整流轉(zhuǎn)換為直流電，整流后的直流電經(jīng)過(guò)大容量電解電容濾波使波形平整，然后向開(kāi)關(guān)電路輸出。來(lái)自穩(wěn)壓電路21的反饋信號(hào)提供給可控硅對(duì)輸出電壓進(jìn)行調(diào)節(jié)。在一實(shí)施例中，開(kāi)關(guān)電路12包括四個(gè)絕緣柵雙極型晶體管(簡(jiǎn)稱IGBT)，所述絕緣柵雙極型晶體管IGBT連接成逆變橋。絕緣柵雙極型晶體管IGBTansulated Gate Bipolar Transistor)，是由BJT (雙極型三極管)和MOS (絕緣柵型場(chǎng)效應(yīng)管)組成的復(fù)合全控型電壓驅(qū)動(dòng)式功率半導(dǎo)體器件，兼有MOSFET的高輸入阻抗和GTR的低導(dǎo)通壓降兩方面的優(yōu)點(diǎn)，驅(qū)動(dòng)功率小，開(kāi)關(guān)速度快，飽和壓降低，載流密度大。IBGT的開(kāi)通關(guān)斷時(shí)間由數(shù)字信號(hào)處理電路22產(chǎn)生經(jīng)驅(qū)動(dòng)電路23傳來(lái)的控制信號(hào)控制，IGBT采用鞍形波脈寬調(diào)制控制方式 SVPWM去控制逆變器的輸出電壓。在具體應(yīng)用中，數(shù)字信號(hào)處理電路22選用美國(guó)愛(ài)特梅爾(Atmel)公司推出的 ATTINY2313、ATTINY^兩種數(shù)字信號(hào)處理器聯(lián)合使用。在某些實(shí)施例中，也可以只選用其中的一種。在一些實(shí)施例中，驅(qū)動(dòng)電路M具有兩個(gè)驅(qū)動(dòng)芯片，驅(qū)動(dòng)芯片選用^2113S，該芯片具有短路故障檢測(cè)功能，方便逆變器的調(diào)試與維護(hù)。以上所述僅為本實(shí)用新型的實(shí)施例，并非因此限制本實(shí)用新型的專利范圍，凡是利用本實(shí)用新型說(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，均同理包括在本實(shí)用新型的專利保護(hù)范圍內(nèi)。
權(quán)利要求1.一種逆變器，其特征在于，包括主電路模塊和控制電路模塊，所述主電路模塊包括 AC/DC整流濾波電路、開(kāi)關(guān)電路和輸出濾波電路；所述控制電路模塊包括數(shù)字信號(hào)處理電路、驅(qū)動(dòng)電路、輸出電壓采樣器和輸出電流采樣器；所述AC/DC整流濾波電路的輸出端連接所述開(kāi)關(guān)電路的輸入端，所述開(kāi)關(guān)電路的輸出端連接所述輸出濾波電路的輸入端，所述輸出濾波電路的輸出端向外接負(fù)載輸出交流電；所述輸出電壓采樣器的輸入端連接所述輸出濾波電路的輸出端，輸出電壓采樣器的輸出端連接所述數(shù)字信號(hào)處理電路的第一輸入端；所述輸出電流采樣器的輸入端連接所述輸出濾波電路的輸出端，輸出電流采樣器的輸出端連接所述數(shù)字信號(hào)處理電路的第二輸入端；所述數(shù)字信號(hào)處理電路的輸出端連接所述驅(qū)動(dòng)電路的輸入端，所述驅(qū)動(dòng)電路的輸出端連接所述開(kāi)關(guān)電路的受控端。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的逆變器，其特征在于所述控制電路模塊還包括穩(wěn)壓電路，所述穩(wěn)壓電路的輸入端與所述AC/DC整流濾波電路的輸出端連接，所述穩(wěn)壓電路的輸出端連接所述AC/DC整流濾波電路的反饋端。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的逆變器，其特征在于所述AC/DC整流濾波電路包括可控硅整流橋和電解電容，所述電解電容并聯(lián)在可控硅整流橋輸出端。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的逆變器，其特征在于所述開(kāi)關(guān)電路包括四個(gè)絕緣柵雙極型晶體管，所述絕緣柵雙極型晶體管連接成逆變橋。
5.根據(jù)權(quán)利要求1-4任一所述的逆變器，其特征在于所述數(shù)字信號(hào)處理電路包括芯片 ATTINY2313 和 / 或芯片 ATTINY26。
6.根據(jù)權(quán)利要求1-4任一所述的逆變器，其特征在于所述驅(qū)動(dòng)電路包括具有短路故障檢測(cè)功能的驅(qū)動(dòng)芯片^2113S。
專利摘要本實(shí)用新型公開(kāi)了一種逆變器，包括主電路模塊和控制電路模塊，主電路模塊包括依次連接的AC/DC整流濾波電路、開(kāi)關(guān)電路和輸出濾波電路；控制電路模塊包括數(shù)字信號(hào)處理電路、驅(qū)動(dòng)電路、輸出電壓采樣器和輸出電流采樣器；輸出電壓采樣器對(duì)輸出濾波電路的輸出電壓進(jìn)行采樣，并將采樣的電壓信號(hào)傳送給數(shù)字信號(hào)處理電路，數(shù)字信號(hào)處理電路處理采樣的電壓信號(hào)生成對(duì)開(kāi)關(guān)電路的控制信號(hào)并經(jīng)過(guò)驅(qū)動(dòng)電路發(fā)送給開(kāi)關(guān)電路的受控端。輸出電流采樣器對(duì)輸出濾波電路的輸出電流進(jìn)行采樣，采樣的電流信號(hào)提供給數(shù)字信號(hào)處理電路用于過(guò)流保護(hù)控制。本實(shí)用新型對(duì)開(kāi)關(guān)電路采取閉環(huán)反饋控制，抗干擾能力強(qiáng)；所有信號(hào)采用數(shù)字化處理，負(fù)載響應(yīng)能力快。
文檔編號(hào)H02M7/537GK202059345SQ20112018978
公開(kāi)日2011年11月30日 申請(qǐng)日期2011年6月7日 優(yōu)先權(quán)日2011年6月7日
發(fā)明者張金棟, 雷家揚(yáng) 申請(qǐng)人:寧德市泰格動(dòng)力機(jī)械有限公司