一種高頻鏈無連線并聯(lián)逆變器的制造方法
【專利摘要】本實用新型公開了一種高頻鏈無連線并聯(lián)逆變器，主電路將交流電源進行整流、可控逆變、高頻變壓、周波變換、濾波處理，獲得所需的交流電，控制電路控制主電路中功率開關(guān)器件的通斷，使主電路輸出所需交流電；主電路采用全橋全波式拓撲結(jié)構(gòu)，實現(xiàn)了高頻化和功率器件的軟開關(guān)，高頻鏈技術(shù)的應(yīng)用使得開關(guān)變換器的體積、重量大為減小，消除了變壓器和電感的音頻噪聲，軟開關(guān)技術(shù)的采用減小了開關(guān)器件在開關(guān)過程中的損耗，使得逆變器的變換效率更高，采樣輸出端電壓、電流信號，經(jīng)電阻降壓和帶通濾波后，送入DSP核心電路處理以實現(xiàn)并聯(lián)逆變器輸出電壓的快速同步控制和并聯(lián)逆變器的有功與無功負載均分控制，從而到達逆變器并聯(lián)要求，實現(xiàn)了無連線并聯(lián)。
【專利說明】一種高頻鏈無連線并聯(lián)逆變器
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用新型屬于電力電子【技術(shù)領(lǐng)域】，尤其涉及一種高頻鏈無連線并聯(lián)逆變器。
【背景技術(shù)】
[0002]在工業(yè)和科學技術(shù)高度發(fā)展的今天，用戶對電能質(zhì)量的要求越來越高，包括市電在內(nèi)的所有原始電能可能滿足不了用戶的要求，必須經(jīng)過處理后才能使用，逆變技術(shù)在這種處理中就起到了重要的作用。而如何給各種電子設(shè)備提供高質(zhì)量、高可靠性的電源已成為航空航天、船舶、計算機、通訊和醫(yī)療等領(lǐng)域的一個重要課題，同時如何使一個供電系統(tǒng)更加穩(wěn)定、可靠、不間斷的提供電源也是一個重要的研究課題.逆變器并聯(lián)作為一種電源冗余手段，能夠使電源系統(tǒng)的可靠性大大增加。
[0003]低頻逆變器由于變壓器、電磁等磁元件和電容體積大，使得逆變器體積、重量和噪聲大，開關(guān)器件在高頻硬開關(guān)過程中的損耗非常大，有線并聯(lián)逆變器組成的電源系統(tǒng)，其均流、同步通過有線通信來實現(xiàn)，可擴展不強、可靠性差。
實用新型內(nèi)容
[0004]本實用新型提供了一種高頻鏈無連線并聯(lián)逆變器，旨在提供一種適用于分布式供電電源系統(tǒng)的標準逆變器，使得電源輸出功率的可擴展性強、設(shè)計靈活、可靠性高、設(shè)計可標準化、易于維護。
[0005]本實用新型的目的在于提供一種高頻鏈無連線并聯(lián)逆變器，該高頻鏈無連線并聯(lián)逆變器包括:
[0006]用于將交流電源經(jīng)過整流后得到直流電源，直流電源經(jīng)過可控逆變后得到高頻交流電，高頻交流電經(jīng)過高頻變壓得到高壓高頻交流電，高壓高頻交流電經(jīng)過周波變換得到低頻交流電，低頻交流電經(jīng)過濾波后獲得所需的交流電的主電路；
[0007]與所述主電路相連接，用于控制所述主電路中功率開關(guān)器件的通斷，使所述主電路輸出所需交流電的控制電路。
[0008]進一步，所述主電路包括:
[0009]無源濾波器，與交流電源相連接，用于對交流電源進行濾波處理，并對濾波后的交流電源進行輸出；
[0010]與所述無源濾波器相連接，用于接收所述無源濾波器輸出的交流電源，對交流電源進行整流，獲得直流電源并進行輸出的全橋整流電路；
[0011]與所述全橋整流電路相連接，用于接收所述全橋整流電路輸出的直流電源，對直流電源進行逆變，獲得高頻交流電并進行輸出的全橋可控逆變電路；
[0012]與所述全橋可控逆變電路相連接，用于接收所述全橋可控逆變電路輸出的高頻交流電，將高頻交流電變換為高壓高頻交流電，并對高壓高頻交流電進行輸出的高頻變壓器；
[0013]與所述高頻變壓器相連接，用于接收所述高頻變壓器輸出的高壓高頻交流電，將高壓高頻交流電變換為低頻交流電，并對低頻交流電進行輸出的周波變換電路；
[0014]與所述周波變換電路相連接，用于接收所述周波變換電路輸出的低頻交流電，對低頻交流電進行濾波處理，并對濾波處理后的低頻交流電進行輸出的LC濾波電路。
[0015]進一步，所述無源濾波器采用LC濾波；
[0016]所述全橋整流電路由不可控二極管D15、不可控二極管D16、不可控二極管D17及不可控二極管D18連接構(gòu)成，所述無源濾波器的一輸出端與不可控二極管D15的陰極相連接，所述無源濾波器的另一輸出端與不可控二極管D17的陰極相連接，不可控二極管D15的陰極與不可控二極管D16的陽極相連接，不可控二極管D17的陰極與不可控二極管D18的陽極相連接，不可控二極管D15的陽極與不可控二極管D17的陽極相連接，不可控二極管D16的陰極與不可控二極管D18的陰極相連接，不可控二極管D18的陰極還與電解電容C的正極相連接，電解電容C的負極與不可控二極管D17的陽極相連接；
[0017]所述全橋可控逆變電路的領(lǐng)先橋臂由功率開關(guān)器件SI及功率開關(guān)器件S2連接構(gòu)成，功率開關(guān)器件SI的兩端并聯(lián)有二極管Dl及電容Cl，功率開關(guān)器件S2的兩端并聯(lián)有二極管D2及電容C2，滯后橋臂由功率開關(guān)器件S3及功率開關(guān)器件S4連接構(gòu)成，功率開關(guān)器件S3的兩端并聯(lián)有二極管D3及電容C3，功率開關(guān)器件S4的兩端并聯(lián)有二極管D4及電容C4，功率開關(guān)器件SI通過二極管D5與功率開關(guān)器件S3相連接，功率開關(guān)器件S2通過二極管D6與功率開關(guān)器件S4相連接，領(lǐng)先橋臂的輸出端通過電容Cb與高頻變壓器的一輸入端相連接，滯后橋臂的輸出端直接與高頻變壓器的另一輸入端相連接；
[0018]所述周波變換電路由功率開關(guān)器件S5、功率開關(guān)器件S6，不控二極管D7、不控二極管D8、不控二極管D9、不控二極管D10、不控二極管D11、不控二極管D12、不控二極管D13、不控二極管D14連接構(gòu)成，所述LC濾波電路由低頻電感Lfl、低頻電感Lf2、電容Cf連接構(gòu)成，高頻變壓器的一輸出端與不控二極管D7的陽極相連接，不控二極管D7的陰極與不控二極管Dll的陰極相連接，不控二極管Dll的陽極與低頻電感Lfl的第一端相連接，不控二極管D7的陽極還與不控二極管D8的陰極相連接，不控二極管D8的陽極與不控二極管D12的陽極相連接，不控二極管D12的陰極與低頻電感Lf2的第一端相連接，低頻電感Lf2的第二端與低頻電感Lfl的第二端相連接，高頻變壓器的一輸出端與不控二極管DlO的陽極相連接，不控二極管DlO的陰極與不控二極管D14的陰極相連接，不控二極管D14的陽極與低頻電感Lfl的第一端相連接，不控二極管DlO的陽極還與不控二極管D9的陰極相連接，不控二極管D9的陽極與不控二極管D13的陽極相連接，不控二極管D13的陰極與低頻電感Lf2的第一端相連接，電容Cf的一端與低頻電感Lfl及低頻電感Lf2的第二端相連接。
[0019]進一步，所述控制電路包括:
[0020]用于接入220V交流電源，輸出3.3V、5V及15V直流電源供給給采樣電路、保護電路、調(diào)理電路、驅(qū)動電路及DSP核心電路的輔助電源電路；
[0021]用于接收所述主電路輸出的電壓和電流信號，經(jīng)霍爾傳感器和取樣處理得到小于5V的弱電信號的采樣電路；
[0022]與所述采樣電路相連接，用于接收采樣電路采樣得到的電壓和電流弱電信號，經(jīng)濾波、電平轉(zhuǎn)換、限幅處理，得到不大于3.3V的弱電信號，輸出至所述DSP核心電路的AD轉(zhuǎn)換口的調(diào)理電路；
[0023]與所述采樣電路相連接，用于接收采樣電路采樣得到的電壓和電流弱電信號，對該高頻鏈無連線并聯(lián)逆變器輸出的電壓和電流進行過流、短路、過壓、欠壓保護，最終輸出一開關(guān)信號，同時送入DSP核心電路的PWM硬中斷腳和驅(qū)動電路，故障出現(xiàn)時，用于硬件保護以關(guān)斷所述主電路中的功率器件的保護電路；
[0024]與所述保護電路相連接，用于接收所述保護電路得到的保護開關(guān)信號，禁止輸出PWM信號，同時接收所述調(diào)理電路得到的電壓和電流信號，在DSP芯片內(nèi)進行AD轉(zhuǎn)換、PQ分解、雙閉環(huán)控制、電壓調(diào)制處理，最終輸出PWM信號的DSP核心電路；
[0025]與所述DSP核心電路相連接，用于將所述DSP核心電路輸出的PWM信號轉(zhuǎn)換成控制所述主電路中功率器件的開關(guān)信號的驅(qū)動電路。
[0026]本實用新型提供的高頻鏈無連線并聯(lián)逆變器，主電路將交流電源經(jīng)過整流后得到直流電源，直流電源經(jīng)過可控逆變后得到高頻交流電，高頻交流電經(jīng)過高頻變壓得到高壓高頻交流電，高壓高頻交流電經(jīng)過周波變換得到低頻交流電，低頻交流電經(jīng)過濾波后獲得所需的交流電，控制電路控制主電路中功率開關(guān)器件的通斷，使主電路輸出所需交流電；主電路采用全橋全波式拓撲結(jié)構(gòu)，實現(xiàn)了高頻化和功率器件的軟開關(guān)，高頻鏈技術(shù)的應(yīng)用使得開關(guān)變換器的體積、重量大為減小，消除了變壓器和電感的音頻噪聲，軟開關(guān)技術(shù)的采用減小了開關(guān)器件在開關(guān)過程中的損耗，使得逆變器的變換效率更高，采樣輸出端電壓、電流信號，經(jīng)電阻降壓和帶通濾波后，送入DSP核心電路處理以實現(xiàn)并聯(lián)逆變器輸出電壓的快速同步控制和并聯(lián)逆變器的有功與無功負載均分控制，從而到達逆變器并聯(lián)要求，實現(xiàn)了無連線并聯(lián)；本實用新型使得電源輸出功率的可擴展性強、設(shè)計靈活、可靠性高、設(shè)計可標準化、易于維護，結(jié)構(gòu)簡單，實用性強，具有較強的推廣與應(yīng)用價值。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0027]圖1是本實用新型實施例提供的高頻鏈無連線并聯(lián)逆變器的結(jié)構(gòu)框圖；
[0028]圖2是本實用新型實施例提供的控制電路的結(jié)構(gòu)框圖；
[0029]圖3是本實用新型實施例提供的DSP核心電路中改進PQ算法的實現(xiàn)流程框圖。
[0030]圖中:11、主電路；111、無源濾波器；112、全橋整流電路；113、全橋可控逆變電路；114、高頻變壓器；115、周波變換電路；116、LC濾波電路；12、控制電路；121、DSP核心電路；122、輔助電源電路；123、采樣電路；124、調(diào)理電路；125、驅(qū)動電路；126、保護電路。
【具體實施方式】
[0031]為了使本實用新型的目的、技術(shù)方案及優(yōu)點更加清楚明白，以下結(jié)合附圖及實施例，對本實用新型進行進一步的詳細說明。應(yīng)當理解，此處所描述的具體實施例僅僅用以解釋本實用新型，并不用于限定實用新型。
[0032]圖1示出了本實用新型實施例提供的高頻鏈無連線并聯(lián)逆變器的結(jié)構(gòu)。為了便于說明，僅示出了與本實用新型相關(guān)的部分。
[0033]該高頻鏈無連線并聯(lián)逆變器包括:
[0034]用于將交流電源經(jīng)過整流后得到直流電源，直流電源經(jīng)過可控逆變后得到高頻交流電，高頻交流電經(jīng)過高頻變壓得到高壓高頻交流電，高壓高頻交流電經(jīng)過周波變換得到低頻交流電，低頻交流電經(jīng)過濾波后獲得所需的交流電的主電路11;
[0035]與主電路11相連接，用于控制主電路11中功率開關(guān)器件的通斷，使主電路11輸出所需交流電的控制電路12。
[0036]在本實用新型實施例中，主電路11包括:
[0037]與交流電源相連接，用于對交流電源進行濾波處理，并對濾波后的交流電源進行輸出的無源濾波器111;
[0038]與無源濾波器111相連接，用于接收無源濾波器111輸出的交流電源，對交流電源進行整流，獲得直流電源并進行輸出的全橋整流電路112 ；
[0039]與全橋整流電路112相連接，用于接收全橋整流電路112輸出的直流電源，對直流電源進行逆變，獲得高頻交流電并進行輸出的全橋可控逆變電路113 ；
[0040]與全橋可控逆變電路113相連接，用于接收全橋可控逆變電路113輸出的高頻交流電，將高頻交流電變換為高壓高頻交流電，并對高壓高頻交流電進行輸出的高頻變壓器114 ；
[0041 ] 與高頻變壓器114相連接，用于接收高頻變壓器114輸出的高壓高頻交流電，將高壓高頻交流電變換為低頻交流電，并對低頻交流電進行輸出的周波變換電路115 ；
[0042]與周波變換電路115相連接，用于接收周波變換電路115輸出的低頻交流電，對低頻交流電進行濾波處理，并對濾波處理后的低頻交流電進行輸出的LC濾波電路116。
[0043]在本實用新型實施例中，無源濾波器111采用LC濾波；
[0044]全橋整流電路112由不可控二極管D15、不可控二極管D16、不可控二極管D17及不可控二極管D18連接構(gòu)成，無源濾波器111的一輸出端與不可控二極管D15的陰極相連接，無源濾波器111的另一輸出端與不可控二極管D17的陰極相連接，不可控二極管D15的陰極與不可控二極管D16的陽極相連接，不可控二極管D17的陰極與不可控二極管D18的陽極相連接，不可控二極管D15的陽極與不可控二極管D17的陽極相連接，不可控二極管D16的陰極與不可控二極管D18的陰極相連接，不可控二極管D18的陰極還與電解電容C的正極相連接，電解電容C的負極與不可控二極管D17的陽極相連接；
[0045]全橋可控逆變電路113的領(lǐng)先橋臂由功率開關(guān)器件SI及功率開關(guān)器件S2連接構(gòu)成，功率開關(guān)器件SI的兩端并聯(lián)有二極管Dl及電容Cl，功率開關(guān)器件S2的兩端并聯(lián)有二極管D2及電容C2，滯后橋臂由功率開關(guān)器件S3及功率開關(guān)器件S4連接構(gòu)成，功率開關(guān)器件S3的兩端并聯(lián)有二極管D3及電容C3，功率開關(guān)器件S4的兩端并聯(lián)有二極管D4及電容C4，功率開關(guān)器件SI通過二極管D5與功率開關(guān)器件S3相連接，功率開關(guān)器件S2通過二極管D6與功率開關(guān)器件S4相連接，領(lǐng)先橋臂的輸出端通過電容Cb與高頻變壓器114的一輸入端相連接，滯后橋臂的輸出端直接與高頻變壓器114的另一輸入端相連接；
[0046]周波變換電路115由功率開關(guān)器件S5、功率開關(guān)器件S6，不控二極管D7、不控二極管D8、不控二極管D9、不控二極管D10、不控二極管D11、不控二極管D12、不控二極管D13、不控二極管D14連接構(gòu)成，LC濾波電路116由低頻電感Lfl、低頻電感Lf 2、電容Cf連接構(gòu)成，高頻變壓器114的一輸出端與不控二極管D7的陽極相連接，不控二極管D7的陰極與不控二極管Dll的陰極相連接，不控二極管Dll的陽極與低頻電感Lfl的第一端相連接，不控二極管D7的陽極還與不控二極管D8的陰極相連接，不控二極管D8的陽極與不控二極管D12的陽極相連接，不控二極管D12的陰極與低頻電感Lf2的第一端相連接，低頻電感Lf2的第二端與低頻電感Lfl的第二端相連接，高頻變壓器114的一輸出端與不控二極管DlO的陽極相連接，不控二極管DlO的陰極與不控二極管D14的陰極相連接，不控二極管D14的陽極與低頻電感Lfl的第一端相連接，不控二極管DlO的陽極還與不控二極管D9的陰極相連接，不控二極管D9的陽極與不控二極管D13的陽極相連接，不控二極管D13的陰極與低頻電感Lf 2的第一端相連接，電容Cf的一端與低頻電感Lfl及低頻電感Lf 2的第二端相連接。
[0047]在本實用新型實施例中，控制電路12包括:
[0048]用于接入220V交流電源，輸出3.3V、5V及15V直流電源供給給采樣電路123、保護電路126、調(diào)理電路124、驅(qū)動電路125及DSP核心電路121的輔助電源電路122 ；
[0049]用于接收主電路11輸出的電壓和電流信號，經(jīng)霍爾傳感器和取樣處理得到小于5V的弱電信號的采樣電路123 ；
[0050]與采樣電路123相連接，用于接收采樣電路123采樣得到的電壓和電流弱電信號，經(jīng)濾波、電平轉(zhuǎn)換、限幅處理，得到不大于3.3V的弱電信號，輸出至DSP核心電路121的AD轉(zhuǎn)換口的調(diào)理電路124 ；
[0051 ] 與采樣電路123相連接，用于接收采樣電路123采樣得到的電壓和電流弱電信號，對該高頻鏈無連線并聯(lián)逆變器輸出的電壓和電流進行過流、短路、過壓、欠壓保護，最終輸出一開關(guān)信號，同時送入DSP核心電路121的PWM硬中斷腳和驅(qū)動電路125，故障出現(xiàn)時，用于硬件保護以關(guān)斷主電路11中的功率器件的保護電路126 ；
[0052]與保護電路126相連接，用于接收保護電路126得到的保護開關(guān)信號，禁止輸出PWM信號，同時接收調(diào)理電路124得到的電壓和電流信號，在DSP芯片內(nèi)進行AD轉(zhuǎn)換、PQ分解、雙閉環(huán)控制、電壓調(diào)制處理，最終輸出PWM信號的DSP核心電路121 ；
[0053]與DSP核心電路121相連接，用于將DSP核心電路121輸出的PWM信號轉(zhuǎn)換成控制主電路11中功率器件的開關(guān)信號的驅(qū)動電路125。
[0054]下面結(jié)合附圖及具體實施例對本實用新型的應(yīng)用原理作進一步描述。
[0055]本實用新型提供的高頻鏈無連線并聯(lián)逆變器，旨在提供一種適用于分布式供電電源系統(tǒng)的標準逆變器，使得電源輸出功率的可擴展、設(shè)計靈活、可靠性高、設(shè)計可以標準化、易于維護。
[0056]技術(shù)要點一:本實用新型的主電路11采用如圖1所示的全橋全波式拓撲結(jié)構(gòu)，以實現(xiàn)高頻化和功率器件的軟開關(guān)，應(yīng)用高頻鏈技術(shù)可以使得開關(guān)變換器(特別是變壓器、電磁等磁元件和電容)的體積、重量大為減小，并且可以消除變壓器和電感的音頻噪聲.采用軟開關(guān)技術(shù)大大減小了開關(guān)器件在開關(guān)過程中的損耗，使緩沖電路成為多余，從而使得逆變器的變換效率更高。
[0057]技術(shù)要點二:采樣輸出端電壓、電流信號，經(jīng)電阻降壓和Butterworth濾波后，送入DSP核心電路121處理以實現(xiàn)并聯(lián)逆變器輸出電壓的快速同步控制和并聯(lián)逆變器的有功與無功負載均分控制，從而到達逆變器并聯(lián)要求，實現(xiàn)無連線并聯(lián)。
[0058]主電路11:
[0059]交流電源經(jīng)過全橋整流電路112后得到直流電源，經(jīng)過全橋可控逆變電路113后得到高頻的交流電(HFAC)，經(jīng)過高頻變壓器114得到高壓的高頻交流電，再經(jīng)過周波變換電路115得到低頻的交流電(LFAC)，經(jīng)過LC濾波電路116后得到需要的交流電。
[0060]全橋整流電路112由四個不控二極管組成，在交流輸入側(cè)接入無源濾波器111 ；
[0061]全橋可控逆變電路113滯后橋臂的S3、功率開關(guān)器件S4實現(xiàn)零電流關(guān)斷，并不再并聯(lián)電容，以避免開通時電容釋放的能量大于開通損耗；領(lǐng)先橋臂利用功率開關(guān)器件S1、功率開關(guān)器件S2上并聯(lián)電容的方法實現(xiàn)ZVS，從而提高了整個電路的效率。
[0062]周波變換電路115由兩個功率開關(guān)器件和八只不控二極管組成；
[0063]LC濾波電路116由電感L和電容C組成。
[0064]控制電路12:
[0065]控制電路12包括DSP核心電路121、輔助電源電路122、采樣電路123、調(diào)理電路124、驅(qū)動電路125、保護電路126 ；
[0066]輔助電源電路122，接入220V交流電源，輸出3.3V，5V，15V直流電源供給給采樣電路123、保護電路126、調(diào)理電路124、驅(qū)動電路125及DSP核心電路121 ;
[0067]采樣電路123，接入主電路11輸出的電壓和電流信號，經(jīng)霍爾傳感器和取樣處理得到小于5V的弱電信號；
[0068]調(diào)理電路124，將采樣得到的電壓和電流弱電信號，經(jīng)濾波、電平轉(zhuǎn)換、限幅得到不大于3.3V的弱電信號，輸出至DSP核心電路121的AD轉(zhuǎn)換口 ；
[0069]保護電路126，接入采樣電路123得到的電壓、電流弱電信號，對該高頻鏈無連線并聯(lián)逆變器輸出的電壓和電流進行過流、短路、過壓、欠壓保護，最終輸出一開關(guān)信號，同時送入DSP核心電路121的PWM硬中斷腳和驅(qū)動電路125，故障出現(xiàn)時，用于硬件保護以關(guān)斷主電路11的功率器件；
[0070]DSP核心電路121，接入保護電路126得到的保護開關(guān)信號，禁止輸出PWM信號；同時，接入調(diào)理電路124得到的電壓和電流信號，在DSP芯片內(nèi)進行AD轉(zhuǎn)換、PQ分解、雙閉環(huán)控制、電壓調(diào)制等處理，最終輸出PWM信號；
[0071]驅(qū)動電路125，將PWM信號轉(zhuǎn)換成主電路11控制信號，即功率器件的開關(guān)信號。
[0072]正常工作狀態(tài):本實用新型所提供的并聯(lián)逆變器既采樣輸出電壓，又采樣電感電流，經(jīng)過調(diào)理電路124得到不大于3.3V的弱電信號，輸出至DSP核心電路121的AD轉(zhuǎn)換口，在每個采樣周期完成一次采樣，采樣得到的電壓和電流電路在DSP核心電路121內(nèi)部實現(xiàn)改進的PQ算法，從而得到參考電壓，如圖3所示，將采樣電壓與參考電壓的比較，獲得誤差信號，經(jīng)過Pl控制后即得到電流的參考電流，然后與采樣電流相比較，獲得電流誤差信號，電流誤差信號經(jīng)過Pl控制后即得調(diào)制波信號，調(diào)制波信號與三角載波幅值相比，獲得開關(guān)管的PWM驅(qū)動信號，驅(qū)動全橋可控逆變電路113的功率開關(guān)器件，輸出高頻脈沖電壓，其幅值即為整流電路整流220V交流電所得直流電壓值，得到高頻脈沖電壓再經(jīng)高頻變壓器114變壓，以滿足負載所需的交流電壓幅值需求，接著經(jīng)周波變換電路115改變交流電壓的頻率，以滿足負載所需的頻率需求，最后經(jīng)LC濾波電路116進行濾波處理，其輸出接入負載，下一個控制周期按上述步驟循環(huán)；控制電路12采用的是電壓、電流瞬時值環(huán)雙閉環(huán)控制，在電流內(nèi)環(huán)之外還設(shè)置電壓外環(huán)的目的在于對不同負載實現(xiàn)參考電流幅值的自動控制，以實現(xiàn)各并聯(lián)逆變器的均流，這種控制策略既保證輸出電壓有好的穩(wěn)定性能，又保證系統(tǒng)有較快的動態(tài)響應(yīng)性能。
[0073]故障狀態(tài):本實用新型所提供的并聯(lián)逆變器既采樣輸出電壓，又采樣電感電流，并設(shè)置了過壓、過流、短路等保護電路126，采樣得到電壓或者電流與保護電路126設(shè)定值進行比較，若超出設(shè)定值范圍，如過壓、過流、短路，則輸出一低電平至DSP核心電路121的故障中斷腳，DSP核心電路121隨即置PWM輸出引腳為高組態(tài)，從而關(guān)閉全橋可控逆變電路113的功率開關(guān)器件，切斷輸入端和負載的聯(lián)系，保護功率裝置和負載。
[0074]本實用新型實施例提供的高頻鏈無連線并聯(lián)逆變器，主電路11將交流電源經(jīng)過整流后得到直流電源，直流電源經(jīng)過可控逆變后得到高頻交流電，高頻交流電經(jīng)過高頻變壓得到高壓高頻交流電，高壓高頻交流電經(jīng)過周波變換得到低頻交流電，低頻交流電經(jīng)過濾波后獲得所需的交流電，控制電路12控制主電路11中功率開關(guān)器件的通斷，使主電路11輸出所需交流電；主電路11采用全橋全波式拓撲結(jié)構(gòu)，實現(xiàn)了高頻化和功率器件的軟開關(guān)，高頻鏈技術(shù)的應(yīng)用使得開關(guān)變換器的體積、重量大為減小，消除了變壓器和電感的音頻噪聲，軟開關(guān)技術(shù)的采用減小了開關(guān)器件在開關(guān)過程中的損耗，使得逆變器的變換效率更高，采樣輸出端電壓、電流信號，經(jīng)電阻降壓和帶通濾波后，送入DSP核心電路121處理以實現(xiàn)并聯(lián)逆變器輸出電壓的快速同步控制和并聯(lián)逆變器的有功與無功負載均分控制，從而到達逆變器并聯(lián)要求，實現(xiàn)了無連線并聯(lián)；本實用新型使得電源輸出功率的可擴展性強、設(shè)計靈活、可靠性高、設(shè)計可標準化、易于維護，結(jié)構(gòu)簡單，實用性強，具有較強的推廣與應(yīng)用價值。
[0075]以上僅為本實用新型的較佳實施例而已，并不用以限制本實用新型，凡在本實用新型的精神和原則之內(nèi)所作的任何修改、等同替換和改進等，均應(yīng)包含在本實用新型的保護范圍之內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種高頻鏈無連線并聯(lián)逆變器，其特征在于，該高頻鏈無連線并聯(lián)逆變器包括: 用于將交流電源經(jīng)過整流后得到直流電源，直流電源經(jīng)過可控逆變后得到高頻交流電，高頻交流電經(jīng)過高頻變壓得到高壓高頻交流電，高壓高頻交流電經(jīng)過周波變換得到低頻交流電，低頻交流電經(jīng)過濾波后獲得所需的交流電的主電路； 與所述主電路相連接，用于控制所述主電路中功率開關(guān)器件的通斷，使所述主電路輸出所需交流電的控制電路。
2.如權(quán)利要求1所述的高頻鏈無連線并聯(lián)逆變器，其特征在于，所述主電路進一步包括: 無源濾波器，與交流電源相連接，用于對交流電源進行濾波處理，并對濾波后的交流電源進行輸出； 與所述無源濾波器相連接，用于接收所述無源濾波器輸出的交流電源，對交流電源進行整流，獲得直流電源并進行輸出的全橋整流電路； 與所述全橋整流電路相連接，用于接收所述全橋整流電路輸出的直流電源，對直流電源進行逆變，獲得高頻交流電并進行輸出的全橋可控逆變電路； 與所述全橋可控逆變電路相連接，用于接收所述全橋可控逆變電路輸出的高頻交流電，將高頻交流電變換為高壓高頻交流電，并對高壓高頻交流電進行輸出的高頻變壓器；與所述高頻變壓器相 連接，用于接收所述高頻變壓器輸出的高壓高頻交流電，將高壓高頻交流電變換為低頻交流電，并對低頻交流電進行輸出的周波變換電路； 與所述周波變換電路相連接，用于接收所述周波變換電路輸出的低頻交流電，對低頻交流電進行濾波處理，并對濾波處理后的低頻交流電進行輸出的LC濾波電路。
3.如權(quán)利要求2所述的高頻鏈無連線并聯(lián)逆變器，其特征在于，所述無源濾波器采用LC濾波； 所述全橋整流電路由不可控二極管D15、不可控二極管D16、不可控二極管D17及不可控二極管D18連接構(gòu)成，所述無源濾波器的一輸出端與不可控二極管D15的陰極相連接，所述無源濾波器的另一輸出端與不可控二極管D17的陰極相連接，不可控二極管D15的陰極與不可控二極管D16的陽極相連接，不可控二極管D17的陰極與不可控二極管D18的陽極相連接，不可控二極管D15的陽極與不可控二極管D17的陽極相連接，不可控二極管D16的陰極與不可控二極管D18的陰極相連接，不可控二極管D18的陰極還與電解電容C的正極相連接，電解電容C的負極與不可控二極管D17的陽極相連接； 所述全橋可控逆變電路的領(lǐng)先橋臂由功率開關(guān)器件SI及功率開關(guān)器件S2連接構(gòu)成，功率開關(guān)器件SI的兩端并聯(lián)有二極管Dl及電容Cl，功率開關(guān)器件S2的兩端并聯(lián)有二極管D2及電容C2，滯后橋臂由功率開關(guān)器件S3及功率開關(guān)器件S4連接構(gòu)成，功率開關(guān)器件S3的兩端并聯(lián)有二極管D3及電容C3，功率開關(guān)器件S4的兩端并聯(lián)有二極管D4及電容C4，功率開關(guān)器件SI通過二極管D5與功率開關(guān)器件S3相連接，功率開關(guān)器件S2通過二極管D6與功率開關(guān)器件S4相連接，領(lǐng)先橋臂的輸出端通過電容Cb與高頻變壓器的一輸入端相連接，滯后橋臂的輸出端直接與高頻變壓器的另一輸入端相連接； 所述周波變換電路由功率開關(guān)器件S5、功率開關(guān)器件S6，不控二極管D7、不控二極管D8、不控二極管D9、不控二極管D10、不控二極管D11、不控二極管D12、不控二極管D13、不控二極管D14連接構(gòu)成，所述LC濾波電路由低頻電感Lfl、低頻電感Lf2、電容Cf連接構(gòu)成，高頻變壓器的一輸出端與不控二極管D7的陽極相連接，不控二極管D7的陰極與不控二極管Dll的陰極相連接，不控二極管Dll的陽極與低頻電感Lfl的第一端相連接，不控二極管D7的陽極還與不控二極管D8的陰極相連接，不控二極管D8的陽極與不控二極管D12的陽極相連接，不控二極管D12的陰極與低頻電感Lf2的第一端相連接，低頻電感Lf2的第二端與低頻電感Lfl的第二端相連接，高頻變壓器的一輸出端與不控二極管DlO的陽極相連接，不控二極管DlO的陰極與不控二極管D14的陰極相連接，不控二極管D14的陽極與低頻電感Lfl的第一端相連接，不控二極管DlO的陽極還與不控二極管D9的陰極相連接，不控二極管D9的陽極與不控二極管D13的陽極相連接，不控二極管D13的陰極與低頻電感Lf2的第一端相連接，電容Cf的一端與低頻電感Lfl及低頻電感Lf2的第二端相連接。
4.如權(quán)利要求1所述的高頻鏈無連線并聯(lián)逆變器，其特征在于，所述控制電路進一步包括: 用于接入220V交流電源，輸出3.3V、5V及15V直流電源供給給采樣電路、保護電路、調(diào)理電路、驅(qū)動電路及DSP核心電路的輔助電源電路； 用于接收所述主電路輸出的電壓和電流信號，經(jīng)霍爾傳感器和取樣處理得到小于5V的弱電信號的采樣電路； 與所述采樣電路相連接，用于接收采樣電路采樣得到的電壓和電流弱電信號，經(jīng)濾波、電平轉(zhuǎn)換、限幅處理，得到不大于3.3V的弱電信號，輸出至所述DSP核心電路的AD轉(zhuǎn)換口的調(diào)理電路； 與所述采樣電路相連接，用于接收采樣電路采樣得到的電壓和電流弱電信號，對該高頻鏈無連線并聯(lián)逆變 器輸出的電壓和電流進行過流、短路、過壓、欠壓保護，最終輸出一開關(guān)信號，同時送入DSP核心電路的P麗硬中斷腳和驅(qū)動電路，故障出現(xiàn)時，用于硬件保護以關(guān)斷所述主電路中的功率器件的保護電路； 與所述保護電路相連接，用于接收所述保護電路得到的保護開關(guān)信號，禁止輸出PWM信號，同時接收所述調(diào)理電路得到的電壓和電流信號，在DSP芯片內(nèi)進行AD轉(zhuǎn)換、PQ分解、雙閉環(huán)控制、電壓調(diào)制處理，最終輸出PWM信號的DSP核心電路； 與所述DSP核心電路相連接，用于將所述DSP核心電路輸出的PWM信號轉(zhuǎn)換成控制所述主電路中功率器件的開關(guān)信號的驅(qū)動電路。
【文檔編號】H02H7/10GK203813672SQ201320739879
【公開日】2014年9月3日 申請日期:2013年11月22日 優(yōu)先權(quán)日:2013年11月22日
【發(fā)明者】肖紅軍, 李先祥, 莊小健, 李宏, 伍俊 申請人:肖紅軍