專利名稱：一種智能型dc/ac逆變器的制作方法
技術領域：
本發明涉及逆變器領域，尤其是一種智能型DC/AC逆變器。
背景技術：
目前大部分逆變器均使用性能較低的主控芯片，采用變壓器升壓方式，因而存在輸入直流電壓范圍窄、輸出電壓精度低、輸出波形差、轉換效率不高、體積大、系統可靠性 低、調試維護困難、器件易老化、易受環境影響產生溫漂、控制系統穩定性差、制造成本高、 產品軟件升級困難以及監控通信功能有限等缺點，不能滿足社會發展的要求。
發明內容
本發明技術任務是針對上述技術中不足，提供一種智能型DC/AC逆變器。本發明解決技術問題所采用技術方案是包括信號采樣與處理板、功率板、主控板 和人機交互板。所述功率板上設有輸入濾波電路、輸出濾波電路，輸入濾波電路、輸出濾波 電路間連有Boost升壓電路和全橋逆變電路；所述主控板上設有主控板主控電路和通訊電 路；所述信號采樣與處理板上設有信號采樣處理電路，該信號采樣處理電路包括電壓采樣 處理電路和電流采樣處理電路；所述人機交互板上設有鍵盤、IXD、指示燈。所述主控板主控 電路通過A/D分別與電壓和電流采樣處理電路相連，同時所述主控板主控電路還通過PWM 分別與Boost升壓電路和全橋逆變電路相連。所述Boost電路和全橋逆變電路上還設有過熱保護電路，過熱保護采用熱敏電阻 檢測逆變器功率器件的溫度，使得隨著溫度的升高風扇轉速越來越快，當逆變器不工作時 風扇停轉，降低損耗。所述通訊電路上設有CAN現場總線和RS485通訊電路，其中RS485、CAN總線通訊 可以將逆變器的數據上傳到PC機等上位機，可以實現運行數據檢測和遙控；同時CAN通訊 還可以將一組逆變器組網，以實現大功率輸出。本發明所能帶來的有益效果是(1)功能齊全。采用DSP 2812芯片，數字控制方式，易于維護、可升級軟件、控制 精度高、實時性好，提高了系統的可靠性，同時本發明具有三種工作模式，即①正常工作模 式，②管理員模式，③睡眠模式，其中睡眠模式是指關閉輸出及顯示，使逆變器工作處于最 低功耗狀態；管理員模式只有通過口令才可以修改一些重要的參數，例如輸出電壓幅值、輸 出頻率等等，實現輸出可調節，即輸出可以是交流或直流，輸出幅值、頻率和波形都可以通 過設置改變，這些功能可以滿足各種用電設備的要求；(2)本發明采用先Boost電路升壓，后全橋逆變的方式，由于沒有變壓器的存在， 大大降低了逆變器的體積和重量，外形美觀、體積??；(3)通訊功能強，能夠實現運行數據檢測與遙控等功能，還可以將一組逆變器組 網，實現大功率輸出；(4)良好的可視化界面，采用液晶顯示逆變器運行時各個電路參數，直觀性更好。
圖1為本發明的原理結構框圖；圖2為功率板主電路原理圖；圖3為主控板主控電路原理圖；圖4為主控板通訊電路原理圖；圖5為信號采樣處理電路原理圖；圖6為功率器件自動作保護關系圖；圖7為人機交互板電路原理圖。
具體實施例方式下面結合附圖，對本發明做以下詳細說明如圖1所示，智能型DC/AC逆變器，包括信號采樣與處理板、功率板、主控板和人機 交互板。所述功率板上設有輸入濾波電路、輸出濾波電路，輸入濾波電路、輸出濾波電路間 連有Boost升壓電路和全橋逆變電路；所述主控板上設有主控板主控電路和通訊電路；所 述信號采樣與處理板上設有信號采樣處理電路，該信號采樣處理電路包括電壓采樣處理電 路和電流采樣處理電路；所述人機交互板上設有鍵盤、IXD、指示燈。所述主控板主控電路通 過A/D分別與電壓和電流采樣處理電路相連，同時所述主控板主控電路還通過PWM分別與 Boost升壓電路和全橋逆變電路相連。圖2為功率板主電路原理圖，直流電壓經過輸入濾波電路濾波后，通過Boost電路 升壓，變為幅值穩定的電壓，然后通過全橋逆變電路實現直流/交流的逆變。所述Boost電 路和全橋逆變電路上還設有過熱保護電路，過熱保護采用熱敏電阻檢測逆變器功率器件的 溫度，隨著溫度的升高風扇轉速越來越快，當逆變器不工作時停止風扇轉動，降低損耗。本 發明采用Boost電路升壓的方式，由于不需要變壓器，大大降低了逆變器的體積和重量；本 發明采用智能功率模塊IPM進行直流/交流的逆變，IPM模塊具有卓越的自保護功能，集電 力半導體器件、驅動電路、保護、檢測電路于一身，具有功率齊全、體積小、使用可靠等優點。圖3為主控板主控電路原理圖。主控板主控電路主要包括快速高效的DSP控制 器(TMS320F2812)、外擴存儲器RAM芯片IS61LV51216。圖中，JP1為編程接口，可以通過該 接口在出廠后方便地進行系統程序的更新。主控板主控電路為主控板的核心部件，它負責 采集信號采樣與處理板傳來的各路模擬信號，并進行數據處理，根據需要實時改變輸出PWM 脈沖的寬度，進而改變輸出電壓的幅值和頻率，同時為顯示提供必要的內、外部信息，通過 顯示電路將逆變器的運行參數實時的顯示出來，并接收顯示模塊、通訊模塊的指令，按照要 求進行信息傳輸、控制等。圖4為主控板通訊電路原理圖。所述通訊電路上設有CAN現場總線電路和RS485 通訊電路，其中RS485、CAN總線通訊可以將逆變器的數據上傳到PC機等上位機，可以實現 運行數據檢測和遙控；同時CAN通訊還可以將一組逆變器組網，以實現大功率輸出。圖5為信號采樣處理電路原理圖。本發明主要對逆變器的輸入電壓、Boost電路 輸出電壓、交流輸出電壓以及交流輸出電流進行采樣。逆變器輸入電壓和Boost電路輸出 電壓都為直流電壓，本發明中采用了直流分壓的方式進行采樣，然后經過電壓跟隨器接入
4DSP2812的A/D輸入端。另外，本發明采用了電壓互感器對輸出交流電壓進行采樣，然后經 過放大電路轉換成電壓信號，再經過運放零點偏置電路后進入DSP2812A/D輸入端。交流電 流采樣和交流電壓采樣幾乎一樣，唯一不同的是它采用的是電流互感器。圖6為功率器件自動作保護關系圖。如圖所示，包括直流側過壓保護、直流側欠壓 保護、交流側過載保護和短路保護，都可以通過逆變器自身的DSP和功率器件實現。當出 現直流側欠壓、直流側過壓、輸出過載以及輸出短路四種故障之一時，主控板主控電路禁止 PWM脈沖輸出，使功率器件關斷，從而達到保護逆變器的目的。圖7為人機交互板電路原理圖，包括鍵盤、指示燈、IXD等。顯示模塊與主控板主 控電路之間采用TTL電平進行通訊，無需任何通訊收發器芯片，簡單可靠。綜上所述，本發明采用DSP 2812芯片，控制系統的性能大大提高，易于維護、軟件 可升級、控制精度高、實時性好，提高了系統的可靠性，同時輸出可調節，即輸出可以是交流 或直流，輸出頻率、幅值和波形都可以通過設置改變。本發明設有三種工作模式①正常工 作模式，②管理員模式，③睡眠模式。這些功能可以滿足各種用電設備的要求。同時本發明采用先Boost電路升壓，然后全橋逆變的方式，由于沒有變壓器的存 在，大大降低了逆變器的體積和重量，外形美觀、體積小，且輸入電壓范圍寬、輸出精度好、 波形質量好。另外本發明通訊功能強，能夠實現運行數據檢測與遙控等功能，還可以將一組 逆變器組網，實現大功率輸出，另外采用了 LED+LCD顯示逆變器運行時各個電路參數，形成 良好的可視化界面，直觀性更好。
權利要求
一種智能型DC/AC逆變器，其特征在于包括信號采樣與處理板、功率板、主控板和人機交互板，所述功率板上設有輸入濾波電路、輸出濾波電路，所述輸入濾波電路、輸出濾波電路間連有Boost升壓電路和全橋逆變電路；所述主控板上設有主控板主控電路和通訊電路；所述信號采樣與處理板上設有信號采樣處理電路；所述人機交互板上設有鍵盤、LCD、指示燈；所述主控板主控電路通過A/D分別與信號采樣處理電路相連，同時所述主控板主控電路還通過PWM分別與Boost升壓電路和全橋逆變電路相連。
2.根據權利要求1所述的智能型DC/AC逆變器，其特征在于所述Boost升壓電路和 全橋逆變電路上還設有過熱保護電路。
3.根據權利要求1所述的智能型DC/AC逆變器，其特征在于所述通訊電路上設有CAN 現場總線通訊電路和RS485通訊電路。
全文摘要
本發明公開一種智能型DC/AC逆變器，屬于逆變器領域，包括信號采樣與處理板、功率板、主控板和人機交互板；所述功率板上設有Boost升壓電路和全橋逆變電路；所述主控板上設有主控板主控電路和通訊電路；所述信號采樣與處理板上設有信號采樣處理電路；所述人機交互板上設有鍵盤、LCD；所述主控板主控電路通過A/D與信號采樣處理電路相連，還通過PWM分別與Boost升壓電路和全橋逆變電路相連；本發明采用基于DSP2812的數字控制方案解決了現有逆變器控制系統穩定性差、產品軟件升級困難、通信功能差等不足；采用Boost電路升壓方式，不用變壓器，體積和重量大大降低，且輸入電壓范圍寬、輸出精度及波形質量好。
文檔編號H02M3/155GK101826813SQ201010174978
公開日2010年9月8日 申請日期2010年4月27日 優先權日2010年4月27日
發明者張明華, 蔡彬, 閆紹敏, 陳玉慶 申請人:曲阜師范大學