交流寬變頻電源的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開一種交流寬變頻電源，包括主電路部分和控制電路部分；主電路部分包括DC/DC升壓電路模塊、DC/AC逆變電路模塊、輸出濾波電路模塊；控制電路部分包括模擬控制電路、電源與信號轉(zhuǎn)接電路、DSP控制電路、單片機控制電路、電壓反饋電路、電流反饋電路；DSP控制電路處理數(shù)字信號并控制信號轉(zhuǎn)換，觸發(fā)模擬控制電路以PWM方式調(diào)節(jié)DC/AC逆變電路模塊調(diào)整不同頻率和電壓幅值。藉此，根據(jù)用電設(shè)備的需要，在線編程即可實現(xiàn)寬變頻電能的輸出，覆蓋了300Hz～800Hz等不同頻率和92.0V～150.0V電壓幅值的電能。
【專利說明】
交流寬變頻電源
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明涉及電源電路領(lǐng)域技術(shù)，尤其是指一種交流寬變頻電源。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著信息工業(yè)的迅速發(fā)展及高科技產(chǎn)業(yè)的高速擴張，交流電源供應(yīng)器已經(jīng)成為大量電子裝置使用的電源供應(yīng)裝置。大部分的精密電子儀器與通訊設(shè)備需要依賴高品質(zhì)的電源供應(yīng)來維持正常的運作情形。
[0003]傳統(tǒng)交流電源供應(yīng)器依靠逆變器將升壓的直流電壓轉(zhuǎn)換成輸出交流電壓，以便提供給負(fù)載(未顯不)。一般而言電源供應(yīng)器的輸出交流電壓是一個方波交流電壓(square-wave AC voltage)，其會對電感性負(fù)載(inductive load)，如變壓器(transformer)或電動馬達(dá)(electromotor)等造成損害。因此，高級的電源供應(yīng)器通常必須提供正弦波輸出交流電壓(sinusoidal-wave output AC voltage)輸出以確保在市電異?；蛑袛鄷r負(fù)載的正常運作。然而，若要使電源供應(yīng)器能夠輸出正弦波交流電壓，電源供應(yīng)器需要復(fù)雜的線路設(shè)計才能達(dá)到，從而導(dǎo)致電源供應(yīng)器的成本增加。同時，復(fù)雜的線路設(shè)計也會增加電源供應(yīng)器的功率損耗(power loss)。此外，現(xiàn)在的交流電源供應(yīng)器不具備可編程功能，輸出電壓和頻率范圍值較債，不能滿足寬變頻使用需求。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]有鑒于此，本發(fā)明針對現(xiàn)有技術(shù)存在之缺失，其主要目的是提供一種交流寬變頻電源，是為新一代戰(zhàn)機及機載設(shè)備供電而設(shè)計制造的靜止變頻電源，覆蓋了 300Hz?800Hz等不同頻率和92.0V?150.0V電壓幅值的電能。
[0005]為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用如下之技術(shù)方案:
[0006]—種交流寬變頻電源，包括
[0007]主電路部分，包括DC/DC升壓電路模塊、DC/AC逆變電路模塊、輸出濾波電路模塊，該DC/DC升壓電路模塊對直流電進(jìn)行升壓，輸出端電連接于DC/AC逆變電路模塊，DC/AC逆變電路模塊將直流電轉(zhuǎn)換為交流電，輸出端電連接于輸出濾波電路模塊，輸出濾波電路模塊濾波處理后輸出寬變頻交流電；
[0008]控制電路部分，包括模擬控制電路、電源與信號轉(zhuǎn)接電路、DSP控制電路、單片機控制電路、電壓反饋電路、電流反饋電路，由電壓反饋電路、電源與信號轉(zhuǎn)接電路、模擬控制電路形成電壓反饋控制回路；由電流反饋電路、模擬控制電路形成電流反饋控制回路;單片機控制電路的一個輸出端直接連接單片機控制電路，另一輸出端通過DSP控制電路連接單片機控制電路;DSP控制電路處理數(shù)字信號并控制信號轉(zhuǎn)換，觸發(fā)模擬控制電路以PWM方式調(diào)節(jié)DC/AC逆變電路模塊調(diào)整不同頻率和電壓幅值。
[0009]作為一種優(yōu)選方案，進(jìn)一步設(shè)有輔助電路部分，輔助電路部分包括輸入濾波器、整流橋、軟啟動電路，該輸入濾波器連接于輸入端子2，輸入濾波器的輸出端連接整流橋，整流橋的輸出端連接軟啟動電路，軟啟動電路連接DC/AC逆變電路模塊，實現(xiàn)DC/AC逆變電路模塊平滑啟動，降低啟動電流，避免啟動過流跳閘。
[0010]作為一種優(yōu)選方案，所述輔助電路部分進(jìn)一步包括故障信號檢測電路和AD轉(zhuǎn)換電路，該故障信號檢測電路的輸出電連接于AD轉(zhuǎn)換電路，AD轉(zhuǎn)換電路電連接于單片機控制電路，保護(hù)單片機控制電路安全運行。
[0011]作為一種優(yōu)選方案，所述單片機控制電路連接有IXD顯示器，用于顯示和上下限設(shè)定電壓、頻率、電流、功率、功率因子。
[0012]作為一種優(yōu)選方案，所述單片機控制電路連接有通信接口，實現(xiàn)通訊和控制。
[0013]本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比具有明顯的優(yōu)點和有益效果，具體而言，由上述技術(shù)方案可知，其主要是設(shè)計了主電路部分、控制電路部分，主電路部分包括DC/DC升壓電路模塊、DC/AC逆變電路模塊、輸出濾波電路模塊，該DC/DC升壓電路模塊連接第一輸入端子，對直流電進(jìn)行升壓，輸出端電連接于DC/AC逆變電路模塊，DC/AC逆變電路模塊將直流電轉(zhuǎn)換為交流電，輸出端電連接于輸出濾波電路模塊，輸出濾波電路模塊濾波處理后輸出寬變頻交流電?？刂齐娐凡糠职M控制電路、電源與信號轉(zhuǎn)接電路、DSP控制電路、單片機控制電路、電壓反饋電路、電流反饋電路，由電壓反饋電路、電源與信號轉(zhuǎn)接電路、模擬控制電路形成電壓反饋控制回路；由電流反饋電路、模擬控制電路形成電流反饋控制回路;單片機控制電路的一個輸出端直接連接單片機控制電路，另一輸出端通過DSP控制電路連接單片機控制電路;DSP控制電路處理數(shù)字信號并控制信號轉(zhuǎn)換，觸發(fā)模擬控制電路以PWM方式調(diào)節(jié)DC/AC逆變電路模塊調(diào)整不同頻率和電壓幅值。藉此，根據(jù)用電設(shè)備的需要，在線編程即可實現(xiàn)寬變頻電能的輸出，覆蓋了300Hz?800Hz等不同頻率和92.0V?150.0V電壓幅值的電能。
[0014]為更清楚地闡述本發(fā)明的結(jié)構(gòu)特征和功效，下面結(jié)合附圖與具體實施例來對本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)說明。
【附圖說明】
[0015]圖1是本發(fā)明之實施例的結(jié)構(gòu)原理示意圖。
[0016]附圖標(biāo)識說明:
[0017]10、主電路部分1UDC/DC升壓電路模塊
[0018]12、DC/AC逆變電路模塊13、輸出濾波電路模塊
[0019]14、第一輸入端子20、控制電路部分
[0020]21、模擬控制電路22、電源與信號轉(zhuǎn)接電路
[0021]23、DSP控制電路24、單片機控制電路
[0022]25、電壓反饋電路26、電流反饋電路
[0023]30、輔助電路部分31、濾波器
[0024]32、整流橋33、軟啟動電路
[0025]34、第二輸入端子35、LCD顯示器
[0026]36、通信接口37、故障信號檢測電路
[0027]38、AD轉(zhuǎn)換電路。
【具體實施方式】
[0028]請參照圖1所示，其顯示出了本發(fā)明之較佳實施例的具體結(jié)構(gòu)，是一種交流寬變頻電源，主要是由主電路、控制電路和輔助電路三部分組成。
[0029 ]其中，主電路部分1包括DC/DC升壓電路模塊11、DC/AC逆變電路模塊12、輸出濾波電路模塊13，該DC/DC升壓電路模塊11連接第一輸入端子14，對直流電進(jìn)行升壓，輸出端電連接于DC/AC逆變電路模塊12，DC/AC逆變電路模塊12將直流電轉(zhuǎn)換為交流電，輸出端電連接于輸出濾波電路模塊13，輸出濾波電路模塊13濾波處理后輸出寬變頻交流電。
[0030]控制電路部分20包括模擬控制電路21、電源與信號轉(zhuǎn)接電路22、DSP控制電路23、單片機控制電路24、電壓反饋電路25、電流反饋電路26，由電壓反饋電路25、電源與信號轉(zhuǎn)接電路22、模擬控制電路21形成電壓反饋控制回路；由電流反饋電路26、電源與信號轉(zhuǎn)接電路22、模擬控制電路21形成電流反饋控制回路;單片機控制電路24的一個輸出端直接連接單片機控制電路24，另一輸出端通過DSP控制電路23連接單片機控制電路24 ； DSP控制電路23處理數(shù)字信號并控制信號轉(zhuǎn)換，觸發(fā)模擬控制電路21以PffM方式調(diào)節(jié)DC/AC逆變電路模塊12調(diào)整不同頻率和電壓幅值。
[0031]輔助電路部分30包括輸入濾波器31、整流橋32、軟啟動電路33，該輸入濾波器31連接于第二輸入端子34，輸入濾波器31的輸出端連接整流橋32，整流橋32的輸出端連接軟啟動電路33，軟啟動電路33連接DC/AC逆變電路模塊12，實現(xiàn)DC/AC逆變電路模塊12平滑啟動，降低啟動電流，避免啟動過流跳閘。所述輔助電路部分30進(jìn)一步包括故障信號檢測電路37和AD轉(zhuǎn)換電路38，該故障信號檢測電路37的輸出電連接于AD轉(zhuǎn)換電路38，AD轉(zhuǎn)換電路38電連接于單片機控制電路24，保護(hù)單片機控制電路24安全運行。
[0032]此外，所述單片機控制電路24連接有LCD顯示器35，用于顯示和上下限設(shè)定電壓、頻率、電流、功率、功率因子。所述單片機控制電路24連接有通信接口 36，實現(xiàn)通訊和控制。
[0033]本實施例的交流寬變頻電源可以在LCD顯示器35上進(jìn)行在線編程，根據(jù)用電設(shè)備的需要，在線編程即可實現(xiàn)寬變頻電能的輸出，覆蓋了300Hz?800Hz等不同頻率和92.0V?150.0V電壓幅值的電能。其中DC/DC升壓電路模塊11由高可靠性、高頻開關(guān)電路組合而成，單相DC/AC逆變電路模塊12采用全橋結(jié)構(gòu)、控制電路以TI公司生產(chǎn)的TMS320F2812高速數(shù)字信號處理芯片為核心設(shè)計構(gòu)成，利用3臺獨立的變流設(shè)備通過鎖相電纜利用三相鎖相技術(shù)，變換為輸出不同頻率和幅值的三相交流電。通過本專利研發(fā)的靜變電源可以將直流發(fā)電機發(fā)出的24?32V的直流電或市電變換成包括中頻115V/400HZ等不同頻率和幅值的交流電。
[0034]本實施例的交流寬變頻電源主要性能指標(biāo)如下:
[0035](I)額定功率不低于30kVA;
[0036](2)輸出頻率300Hz?800Hz大范圍可調(diào)整，頻率步進(jìn)值0.1Hz?100.0Hz可設(shè)置；
[0037](3)輸出電壓范圍從92.0V?150.0V，電壓調(diào)節(jié)分辨率高達(dá)0.1V；
[0038](4)中文大屏液晶顯示，同時顯示更多信息，操作更加便捷；
[0039](5)可編輯并存儲10個頻率/電壓變化程序，每個程序可設(shè)置10段變化參數(shù)，控制電源輸出；
[0040](6)具備遠(yuǎn)程控制接口，可滿足現(xiàn)場遠(yuǎn)程監(jiān)控需求；
[0041 ] (7)輸入三相三線制，可有效抑制3次諧波對系統(tǒng)電網(wǎng)干擾；
[0042](8)適用于完全不平衡負(fù)載，每一相均可單獨使用；
[0043](9)輸出應(yīng)具有截流功能，可適應(yīng)電機、整流型等沖擊型負(fù)載；
[0044](10)具備電纜壓降自動補償功能，解決因線纜過長造成的負(fù)載端電壓下降問題；
[0045](11)并機技術(shù)，靈活多變的組合方式，提高快速響應(yīng)能力；
[0046](12)具備軟硬件結(jié)合的獨立保護(hù)設(shè)計，確保用電設(shè)備完好及操作人員安全；
[0047](13)具備故障診斷功能，大幅度縮短電源維護(hù)時間；
[0048](14)帶負(fù)載電流前饋的多閉環(huán)波形控制技術(shù)，解決高頻噪聲和無故停機現(xiàn)象。帶限流控制，截流技術(shù)，解決“電源受負(fù)載沖擊頻繁保護(hù)”的問題，可以啟動大功率電機；
[0049](15)電源具備故障自診斷功能，中文顯示明確故障信息。電源具備數(shù)據(jù)記憶功能，可查詢最新運行記錄?？删庉嫶鎯?0個頻率/電壓變化程序，每個程序可設(shè)置10段變化參數(shù)，控制電源輸出。
[0050]綜上所述，本發(fā)明的設(shè)計重點在于，其主要是設(shè)計了主電路部分10、控制電路部分20，主電路部分1包括DC/DC升壓電路模塊11、DC/AC逆變電路模塊12、輸出濾波電路模塊13，該DC/DC升壓電路模塊11連接第一輸入端子14，對直流電進(jìn)行升壓，輸出端電連接于DC/AC逆變電路模塊12，DC/AC逆變電路模塊12將直流電轉(zhuǎn)換為交流電，輸出端電連接于輸出濾波電路模塊13，輸出濾波電路模塊13濾波處理后輸出寬變頻交流電。控制電路部分20包括模擬控制電路21、電源與信號轉(zhuǎn)接電路22、DSP控制電路23、單片機控制電路24、電壓反饋電路25、電流反饋電路26，由電壓反饋電路25、電源與信號轉(zhuǎn)接電路22、模擬控制電路21形成電壓反饋控制回路；由電流反饋電路26、模擬控制電路21形成電流反饋控制回路;單片機控制電路24的一個輸出端直接連接單片機控制電路24，另一輸出端通過DSP控制電路23連接單片機控制電路24; DSP控制電路23處理數(shù)字信號并控制信號轉(zhuǎn)換，觸發(fā)模擬控制電路21以PWM方式調(diào)節(jié)DC/AC逆變電路模塊12調(diào)整不同頻率和電壓幅值。藉此，根據(jù)用電設(shè)備的需要，在線編程即可實現(xiàn)寬變頻電能的輸出，覆蓋了300Hz?800Hz等不同頻率和92.0V?150.0V電壓幅值的電能。
[0051]以上所述，僅是本發(fā)明的較佳實施例而已，并非對本發(fā)明的技術(shù)范圍作任何限制，故凡是依據(jù)本發(fā)明的技術(shù)實質(zhì)對以上實施例所作的任何細(xì)微修改、等同變化與修飾，均仍屬于本發(fā)明技術(shù)方案的范圍內(nèi)。
【主權(quán)項】
1.一種交流寬變頻電源，其特征在于:包括 主電路部分(1)，包括DC/DC升壓電路模塊(11)、DC/AC逆變電路模塊(12)、輸出濾波電路模塊(13)，該DC/DC升壓電路模塊(11)對直流電進(jìn)行升壓，輸出端電連接于DC/AC逆變電路模塊(12)，DC/AC逆變電路模塊(12)將直流電轉(zhuǎn)換為交流電，輸出端電連接于輸出濾波電路模塊(13)，輸出濾波電路模塊(13)濾波處理后輸出寬變頻交流電； 控制電路部分(20)，包括模擬控制電路(21)、電源與信號轉(zhuǎn)接電路(22)、DSP控制電路(23)、單片機控制電路(24)、電壓反饋電路(25)、電流反饋電路(26)，由電壓反饋電路(25)、電源與信號轉(zhuǎn)接電路(2 2 )、模擬控制電路(21)形成電壓反饋控制回路；由電流反饋電路(26)、電源與信號轉(zhuǎn)接電路(22)、模擬控制電路(21)形成電流反饋控制回路;單片機控制電路(24)的一個輸出端直接連接單片機控制電路(24)，另一輸出端通過DSP控制電路(23)連接單片機控制電路(24) ;DSP控制電路(23)處理數(shù)字信號并控制信號轉(zhuǎn)換，觸發(fā)模擬控制電路(21)以PffM方式調(diào)節(jié)DC/AC逆變電路模塊(12)調(diào)整不同頻率和電壓幅值。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的交流寬變頻電源，其特征在于:進(jìn)一步設(shè)有輔助電路部分(30)，輔助電路部分(30)包括輸入濾波器(31)、整流橋(32)、軟啟動電路(33)，該輸入濾波器(31)連接于第二輸入端子(34)，輸入濾波器(31)的輸出端連接整流橋(32)，整流橋(32)的輸出端連接軟啟動電路(33)，軟啟動電路(33)連接DC/AC逆變電路模塊(I2)，實現(xiàn)DC/AC逆變電路模塊(12)平滑啟動，降低啟動電流，避免啟動過流跳閘。3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的交流寬變頻電源，其特征在于:所述輔助電路部分(30)進(jìn)一步包括故障信號檢測電路(37)和AD轉(zhuǎn)換電路(38)，該故障信號檢測電路(37)的輸出電連接于AD轉(zhuǎn)換電路(38)，AD轉(zhuǎn)換電路(38)電連接于單片機控制電路(24)，保護(hù)單片機控制電路(24)安全運行。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的交流寬變頻電源，其特征在于:所述單片機控制電路(24)連接有LCD顯示器(35)，用于顯示和上下限設(shè)定電壓、頻率、電流、功率、功率因子。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的交流寬變頻電源，其特征在于:所述單片機控制電路(24)連接有通信接口(36)，實現(xiàn)通訊和控制。
【文檔編號】H02M7/44GK106059350SQ201610377246
【公開日】2016年10月26日
【申請日】2016年5月31日
【發(fā)明人】葉優(yōu)福, 張勇
【申請人】東莞市思普電子有限公司