一種具有高頻斬波電流采樣隔離功能的純正弦波逆變器的制造方法
【專利摘要】本發明公開了一種具有高頻斬波電流采樣隔離功能的純正弦波逆變器，包括電源輸入模塊、輸入隔離模塊、PWM調制模塊、變壓整流濾波模塊、SPWM驅動模塊、LC濾波模塊、正弦波發生器、MCU和電流采樣模塊；正弦波發生器包括第一逆阻型IGBT、第二逆阻型IGBT、第三續流管、第四續流管、第十六電阻、第一電感、第六濾波電容和負載；電流采樣模塊包括第一分流MOS管、第二采樣MOS管、第三采樣MOS管、第四采樣MOS管、采樣電阻、第一控制電阻和第二控制電阻。本發明能避免信號干擾、保證儀器采集數據準確、能提高使用壽命、能減輕重量、安裝較為方便、使用范圍不受限、能實現多種電流值的采樣檢測。
【專利說明】
一種具有高頻斬波電流采樣隔離功能的純正弦波逆變器
技術領域
[0001]本發明涉及逆變器領域，特別涉及一種具有高頻斬波電流采樣隔離功能的純正弦波逆變器。
【背景技術】
[0002]逆變器是一種將直流電轉換為交流電的裝置，目前，使用的一種修正正弦波逆變器，由低壓驅動控制電路、脈沖寬度調制輸出驅動電路及輸入輸出保護電路連接構成，但是這種結構的修正正弦波逆變器產生的波形在對精密儀器使用時，由于沒有隔離，信號干擾較大，造成采集數據不準確，尤其在一些醫療設備，軍用設備上，對于精密性的要求比較高，即使稍微有點干擾也會產生嚴重的后果。
[0003]目前市場上照明節電器的節電方法多為可控硅切相方式，或者自耦變壓器方式調壓。采用可控硅切相方式，其輸出電壓波形不連續，破壞了正弦波的完整性，會產生較大的諧波干擾，電壓起落突然而產生沖擊電流，對于燈具的壽命也會一定的影響。自耦變壓器方式輸出為正弦波，但是其體積大，重量也比較重，安裝不方便，使用范圍有限。
[0004]另外，在集成電路中，尤其是模擬集成電路中，為了檢測大電流，因為功耗等的要求，需要對電流進行采樣后再進行檢測。而通常電流的采樣只能有一種采樣值。因為只能采樣一種電流，所以它所能檢測的電流值只有一種，不便于實現多種電流值的采樣檢測。
【發明內容】
[0005]本發明要解決的技術問題在于，針對現有技術的上述缺陷，提供一種能避免信號干擾、保證儀器采集數據準確、能提高使用壽命、能減輕重量、安裝較為方便、使用范圍不受限、能實現多種電流值的采樣檢測的具有高頻斬波電流采樣隔離功能的純正弦波逆變器。
[0006]本發明解決其技術問題所采用的技術方案是:構造一種具有高頻斬波電流采樣隔離功能的純正弦波逆變器，包括電源輸入模塊、輸入隔離模塊、PWM調制模塊、變壓整流濾波模塊、SP麗驅動模塊、LC濾波模塊、正弦波發生器、M⑶和電流采樣模塊，所述輸入隔離模塊的輸入端與所述電源輸入模塊的一輸出端連接，所述輸入隔離模塊的輸出端與所述PWM調制模塊的輸入端連接，所述變壓整流濾波模塊的輸入端與所述PWM調制模塊的輸出端連接，所述SPffM驅動模塊的一輸入端與所述變壓整流濾波模塊的輸出端連接，所述LC濾波模塊的輸入端與所述SPffM驅動模塊的輸出端連接，所述正弦波發生器的輸入端與所述LC濾波模塊的輸出端連接，所述電流采樣模塊的輸入端與所述PWM調制模塊的另一輸出端連接，所述電流采樣模塊的輸出端與所述MCU的另一輸入端連接；
[0007]所述正弦波發生器包括第一逆阻型IGBT、第二逆阻型IGBT、第三續流管、第四續流管、第十六電阻、第一電感、第六濾波電容和負載，所述第一逆阻型IGBT和第二逆阻型IGBT并聯、用于通過高頻切換實現斬波功能，所述第一逆阻型IGBT和第二逆阻型IGBT并聯的一節點與交流電的火線連接，所述第一逆阻型IGBT和第二逆阻型IGBT并聯的另一節點與所述第十六電阻的一端連接，所述第三續流管和第四續流管并聯，所述第三續流管和第四續流管并聯的一節點與所述第十六電阻的一端連接，所述第三續流管和第四續流管并聯的另一節點與交流電的零線連接，所述第十六電阻的另一端與所述第一電感的一端連接，所述第一電感的另一端分別與所述第六濾波電容的一端和負載連接，所述第六濾波電容的另一端與所述交流電的零線連接；
[0008]所述電流采樣模塊包括第一分流MOS管、第二采樣MOS管、第三采樣MOS管、第四采樣MOS管、采樣電阻、第一控制電阻和第二控制電阻，所述第一分流MOS管的柵極和第二采樣MOS管的柵極均連接輸入電源，所述第一分流MOS管的漏極、第二采樣MOS管的漏極、第三采樣MOS管的漏極和第四采樣MOS管的漏極均連接電流輸入管腳，所述第一分流MOS管的源極接地，所述第二采樣MOS管的源極、第三采樣MOS管的源極和第四采樣MOS管的源極均與所述采樣電阻的一端連接，所述采樣電阻的一端還連接采樣電壓輸出端，所述采樣電阻的另一端接地，所述第三采樣MOS管的柵極通過所述第一控制電阻連接第一外部信號輸入管腳，所述第四采樣MOS管的柵極通過所述第二控制電阻連接第二外部信號輸入管腳。
[0009]在本發明所述的具有高頻斬波電流采樣隔離功能的純正弦波逆變器中，還包括電壓采樣模塊和顯示模塊，所述電壓采樣模塊的輸入端與所述電源輸入模塊的另一輸出端連接，所述MCU的一輸入端與所述電壓采樣模塊的輸出端連接，所述MCU的輸出端與所述顯示模塊的輸入端連接。
[0010]在本發明所述的具有高頻斬波電流采樣隔離功能的純正弦波逆變器中，所述電壓采樣模塊包括依次連接的整流電路、電壓比較電路、光電耦合器、電壓轉換電路和平滑濾波電路;所述電壓比較電路包括電壓比較器、第一電阻、第二電阻、第三電阻、第四電阻、第五電阻、第六電阻、第七電阻、第一電容和第二電容，所述電壓比較器的同相輸入端通過所述第五電阻分別與所述第一電阻的一端和第二電阻的一端連接，所述第一電阻的另一端與所述整流電路的正極輸出端連接，所述電壓比較器的反相輸入端通過所述第六電阻分別與所述第三電阻的一端、第四電阻的一端和第一電容的一端連接，所述第三電阻的另一端連接第一電壓源，所述第二電阻的另一端、第四電阻的另一端和第一電容的另一端均與所述整流電路的負極輸出端連接，所述電壓比較器的一個引腳分別與所述第一電壓源和第二電容的一端連接，所述第二電容的另一端與所述整流電路的負極輸出端連接，所述電壓比較器的輸出端通過所述第七電阻與所述光電耦合器中發光二極管的陽極連接，所述光電耦合器中光敏三極管的集電極與所述電壓轉換電路連接。
[0011]在本發明所述的具有高頻斬波電流采樣隔離功能的純正弦波逆變器中，所述電壓采樣模塊還包括第八電阻，所述電壓比較器的輸出端還通過所述第七電阻與所述第八電阻的一端連接，所述第八電阻的另一端與所述第一電壓源連接。
[0012]在本發明所述的具有高頻斬波電流采樣隔離功能的純正弦波逆變器中，所述電壓轉換電路包括三極管、第九電阻和第十電阻，所述三極管的基極與所述光電耦合器中光敏三極管的集電極連接，所述三極管的基極還通過所述第九電阻連接第二電壓源，所述三極管的集電極通過所述第十電阻連接所述第二電壓源，所述三極管的發射極接地。
[0013]在本發明所述的具有高頻斬波電流采樣隔離功能的純正弦波逆變器中，所述平滑濾波電路包括第十一電阻、第十二電阻、第十三電阻、第三電容和第四電容;所述第十一電阻的一端與所述三極管的集電極連接，所述第十一電阻的另一端分別與所述第十二電阻的一端和第三電容的一端連接，所述第十二電阻的另一端、第十三電阻的一端和第四電容的一端均連接電壓輸出端，所述第三電容的另一端、第十三電阻的另一端和第四電容的另一端均接地。
[0014]在本發明所述的具有高頻斬波電流采樣隔離功能的純正弦波逆變器中，所述電壓采樣模塊還包括穩壓管，所述穩壓管的陰極連接所述電壓輸出端，所述穩壓管的陽極接地。
[0015]在本發明所述的具有高頻斬波電流采樣隔離功能的純正弦波逆變器中，還包括輸出電壓檢測模塊，所述輸出電壓檢測模塊的一輸入端與所述SPffM驅動模塊的另一輸出端連接，所述輸出電壓檢測模塊的另一輸入端與所述正弦波發生器的輸出端連接。
[0016]在本發明所述的具有高頻斬波電流采樣隔離功能的純正弦波逆變器中，所述整流電路包括第一二極管、第二二極管、第三二極管和第四二極管，所述第一二極管的陽極和第四二極管的陰極均與交流電的火線連接，所述第二二極管的陽極和第三二極管的陰極均與交流電的零線連接，所述第一二極管的陰極和第二二極管的陰極連接后作為所述整流電路的正極輸出端，所述第三二極管的陽極和第四二極管的陽極連接后作為所述整流電路的負極輸出端。
[0017]實施本發明的具有高頻斬波電流采樣隔離功能的純正弦波逆變器，具有以下有益效果:由于采用電源輸入模塊、輸入隔離模塊、PWM調制模塊、變壓整流濾波模塊、SPWM驅動模塊、LC濾波模塊、正弦波發生器、M⑶和電流采樣模塊，正弦波發生器包括第一逆阻型IGBT、第二逆阻型IGBT、第三續流管、第四續流管、第十六電阻、第一電感、第六濾波電容和負載，第一逆阻型IGBT和第二逆阻型IGBT并聯、用于通過高頻切換實現斬波功能，電流采樣模塊包括第一分流MOS管、第二采樣MOS管、第三采樣MOS管、第四采樣MOS管、采樣電阻、第一控制電阻和第二控制電阻，輸入隔離模塊可以對電源輸入進行有效隔離，SPWM就是在PffM的基礎上改變了調制脈沖方式，脈沖寬度時間占空比按正弦規率排列，這樣輸出波形經過適當的濾波可以做到正弦波輸出，LC濾波模塊用來給諧波補償，采用電流采樣模塊可以實現多種電流值的采樣檢測，所以其能避免信號干擾、保證儀器采集數據準確、能提高使用壽命、能減輕重量、安裝較為方便、使用范圍不受限、能實現多種電流值的采樣檢測。
【附圖說明】
[0018]為了更清楚地說明本發明實施例或現有技術中的技術方案，下面將對實施例或現有技術描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發明的一些實施例，對于本領域普通技術人員來講，在不付出創造性勞動性的前提下，還可以根據這些附圖獲得其他的附圖。
[0019]圖1為本發明具有高頻斬波電流采樣隔離功能的純正弦波逆變器一個實施例中的結構示意圖；
[0020]圖2為所述實施例中正弦波發生器的電路原理圖；
[0021]圖3為所述實施例中電流采樣模塊的電路原理圖；
[0022]圖4為所述實施例中電壓采樣模塊的電路原理圖。
【具體實施方式】
[0023]下面將結合本發明實施例中的附圖，對本發明實施例中的技術方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本發明一部分實施例，而不是全部的實施例。基于本發明中的實施例，本領域普通技術人員在沒有做出創造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本發明保護的范圍。
[0024]在本發明具有高頻斬波電流采樣隔離功能的純正弦波逆變器實施例中，該具有高頻斬波電流采樣隔離功能的純正弦波逆變器的結構示意圖如圖1所示。圖1中，該具有高頻斬波電流采樣隔離功能的純正弦波逆變器包括電源輸入模塊1、輸入隔離模塊2、PWM調制模塊3、變壓整流濾波模塊4、SPWM驅動模塊5、LC濾波模塊6、正弦波發生器7、iCU8和電流采樣模塊10，其中，輸入隔離模塊2的輸入端與電源輸入模塊I的一輸出端連接，輸入隔離模塊2的輸出端與PWM調制模塊3的輸入端連接，變壓整流濾波模塊4的輸入端與PffM調制模塊3的輸出端連接，SPffM驅動模塊5的一輸入端與變壓整流濾波模塊4的輸出端連接，LC濾波模塊6的輸入端與SPWM驅動模塊5的輸出端連接，正弦波發生器7的輸入端與LC濾波模塊6的輸出端連接，電流采樣模塊10的輸入端與PffM調制模塊3的另一輸出端連接，電流采樣模塊10的輸出端與MCU8的另一輸入端連接。采用MCU8的好處是簡單、便宜。
[0025]值得一提的是，SPffM就是在PffM的基礎上改變了調制脈沖方式，脈沖寬度時間占空比按正弦規率排列，這樣輸出波形經過適當的濾波可以做到正弦波輸出，其中PWM就是脈沖寬度調制。本實施例中的LC濾波模塊6是由電感、電容和電阻等組合而成，用來進行諧波補償。這樣就能產生純正弦波，能避免信號的干擾，保證儀器采集數據的準確度。
[0026]圖2是本實施例中正弦波發生器的電路原理圖。圖2中，該正弦波發生器7包括第一逆阻型168了011、第二逆阻型168了012、第三續流管叭3、第四續流管014、第十六電阻1?16、第一電感L1、第六濾波電容C6和負載，第一逆阻型IGBT Qll和第二逆阻型IGBT Q12并聯、用于通過高頻切換實現斬波功能，第一逆阻型IGBT QlI和第二逆阻型IGBT Q12并聯的一節點與交流電的火線ACL連接，第一逆阻型IGBT Qll和第二逆阻型IGBT Q12并聯的另一節點與第十六電阻R16的一端連接，第三續流管Q13和第四續流管Q14并聯，第三續流管Q13和第四續流管Q14并聯的一節點與第十六電阻R16的一端連接，第三續流管Q13和第四續流管Q14并聯的另一節點與交流電的零線ACN連接，第十六電阻R16的另一端與第一電感LI的一端連接，第一電感LI的另一端分別與第六濾波電容C6的一端和負載連接，第六濾波電容C6的另一端與交流電的零線ACN連接。第一電感LI用于電能的儲存及釋放。
[0027]本實施例中，該正弦波發生器7采用數字信號處理器控制脈沖寬度調制，進而控制第一逆阻型IGBT Qll和第二逆阻型IGBT Q12對交流電信號進行雙相的高頻斬波，采樣信號經過信號調理電路送給數字信號處理器進行反饋調整脈沖寬度調制輸出。第一逆阻型IGBTQll和第二逆阻型IGBT Q12是單向導通用的我兩個逆向并關，對交流電雙向斬波控制。數字信號處理器能夠輸出高頻PWM，較高的頻率能降低諧波，而且較高的頻率能縮小電感的體積，減輕重量;斬波輸出后的波型仍然是正弦波，正弦波對照明電器有較好的適應性，對照明電器壽命沒有影響，依靠電壓反饋控制能夠穩定輸出所設置的照明節電電壓。
[0028]具體的，本實施例中，對于交流電的正波部分，交流電經過交流電的火線ACL上的第二逆阻型IGBT Q12和第一電感LI儲能后作用于負載，然后與交流電的零線ACN形成回路；然后數字信號處理器控制PWM切斷第二逆阻型IGBT Q12，第一電感LI開始將儲存的電能釋放并作用于負載，然后與第三續流管Q13形成回路;然后數字信號處理器按照一定頻率不停的控制PffM接通或切斷第二逆阻型IGBT Q12，在交流電的正波部分形成高頻斬波。
[0029]對于交流電的負波部分，交流電經過交流電的火線ACL上的第一逆阻型IGBTQlI和第一電感LI儲能后作用于負載，然后與交流電的零線ACN形成回路;然后數字信號處理器控制PWM切斷第一逆阻型IGBTQ11，第一電感LI開始將儲存的電能釋放并作用于負載，然后與第四續流管Q14形成回路;然后數字信號處理器按照一定頻率不停的控制PffM接通或切斷第一逆阻型IGBTQl I，在交流電的負波部分形成高頻斬波。
[0030]通過上述交流電的正波部分與負波部分不停的高頻斬波，進而輸出高頻斬波正弦波作用于負載，其較高的頻率能降低諧波，而且較高的頻率能縮小第一電感LI的體積，減輕重量;斬波并經第六濾波電容C6濾波輸出后的波形仍然是正弦波，正弦波對照明電器有較好的適應性，對照明電器壽命沒有影響，依靠電壓反饋控制能夠穩定輸出所設置的照明節電電壓。
[0031]圖3為本實施例中電流采樣模塊的電路原理圖，本實施例中，電流采樣模塊10包括第一分流MOS管Ml、第二采樣MOS管M2、第三采樣MOS管M3、第四采樣MOS管M4、采樣電阻Rs、第一控制電阻Ra和第二控制電阻Rb，第一控制電阻Ra和第二控制電阻Rb用于限流，以防止損壞第三采樣MOS管M3和第四采樣MOS管M4。值得一提的是，本實施例中，第一分流MOS管Ml、第二采樣MOS管M2、第三采樣MOS管M3和第四采樣MOS管M4均為P溝道MOS管，當然，在本實施例的一些情況下，第一分流MOS管Ml、第二采樣MOS管M2、第三采樣MOS管M3和第四采樣MOS管M4也可以采用N溝道MOS管，但這時電路結構也要改動。
[0032]本實施例中，第一分流MOS管Ml的柵極和第二采樣MOS管M2的柵極均連接輸入電源Vin，因此第一分流MOS管Ml和第二采樣MOS管M2處于常導通狀態，為固定接入狀態，第一分流MOS管Ml的漏極、第二采樣MOS管M2的漏極、第三采樣MOS管M3的漏極和第四采樣MOS管M4的漏極均連接電流輸入管腳Ps，第一分流MOS管Ml的源極接地，第二采樣MOS管M2的源極、第三采樣MOS管M3的源極和第四采樣MOS管M4的源極均與采樣電阻Rs的一端連接，采樣電阻Rs的一端還連接采樣電壓輸出端Vs，采樣電阻Rs的另一端接地，第三采樣MOS管M3的柵極通過第一控制電阻Ra連接第一外部信號輸入管腳A，第四采樣MOS管M4的柵極通過第二控制電阻Rb連接第二外部信號輸入管腳B。這樣就能實現多種限流值，而且實現方式較為簡單。
[0033]本實施例中，第三采樣MOS管M3和第四采樣MOS管M4的導通狀態分別通過第一外部信號輸入管腳A和第二外部信號輸入管腳B進行控制。當第三采樣MOS管M3和第四采樣MOS管M4的柵極信號為高電平時，第三采樣MOS管M3和第四采樣MOS管M4導通，為低電平時，第三采樣MOS管M3和第四采樣MOS管M4截止。根據實際需要控制第三采樣MOS管M3和第四采樣MOS管M4的導通狀態。
[0034]因為第一分流MOS管Ml的柵極和第二采樣MOS管M2處于常導通狀態，電流輸入管腳Ps中的電流流過第一分流MOS管Ml的柵極和第二采樣MOS管M2，流過第一分流MOS管Ml的電流直接到地，而流過第二采樣MOS管M2的電流流入采樣電阻Rs，當第一外部信號輸入管腳A和第二外部信號輸入管腳B進行控制的第三采樣MOS管M3和/或第四采樣MOS管M4導通時，電流輸入管腳Ps中的電流流過它們后，流入采樣電阻Rs。流入的電流在采樣電阻Rs產生電壓后通過采樣電壓輸出端Vs輸出給后續電路。
[0035]本實施例中，第一分流MOS管Ml、第二采樣MOS管M2、第三采樣MOS管M3、第四采樣MOS管M4以一定的大小比例設置。所設置的比例值根據電路的具體情況而定。通過第一外部信號輸入管腳A和第二外部信號輸入管腳B對第三采樣MOS管M3和/或第四采樣MOS管M4的導通狀態進行控制，可以通第二采樣MOS管M2、第三采樣MOS管M3和第四采樣MOS管M4得到不同的采樣電流，因此通過采樣電阻Rs也就可以產生不同的采樣電壓。第二采樣MOS管M2、第三采樣MOS管M3和第四采樣MOS管M4導通的越多，采樣的電流越大，產生的采樣電壓也就越大。最大時為第二采樣MOS管M2、第三采樣MOS管M3和第四采樣MOS管M4全部導通。
[0036]本實施例中，該具有高頻斬波電流采樣隔離功能的純正弦波逆變器還包括電壓采樣模塊91和顯示模塊11，電壓采樣模塊9的輸入端與電源輸入模塊I的另一輸出端連接，MCU8的一輸入端與電壓采樣模塊9的輸出端連接。通過顯示模塊11可以直觀的看出電壓和功率。
[0037]圖4是本實施例中電壓采樣模塊的電路原理圖。本實施例中，電壓采樣模塊9包括依次連接的整流電路、電壓比較電路、光電耦合器U1、電壓轉換電路和平滑濾波電路;其中，電壓比較電路包括電壓比較器U2、第一電阻R1、第二電阻R2、第三電阻R3、第四電阻R4、第五電阻R5、第六電阻R6、第七電阻R7、第一電容Cl和第二電容C2，電壓比較器U2的同相輸入端通過第五電阻R5分別與第一電阻Rl的一端和第二電阻R2的一端連接，第五電阻R5用于對電壓比較器U2的同相輸入端進行限流，第一電阻Rl的另一端與整流電路的正極輸出端連接，電壓比較器U2的反相輸入端通過第六電阻R6分別與第三電阻R3的一端、第四電阻R4的一端和第一電容Cl的一端連接，第六電阻用于對電壓比較器U2的反相輸入端進行限流，第三電阻R3的另一端連接第一電壓源VDDl，第二電阻R2的另一端、第四電阻R4的另一端和第一電容Cl的另一端均與整流電路的負極輸出端連接，電壓比較器U2的一個引腳分別與第一電壓源VDDI和第二電容C2的一端連接，第二電容C2的另一端與整流電路的負極輸出端連接，電壓比較器U2的輸出端通過第七電阻R7與光電耦合器Ul中發光二極管的陽極連接，第七電阻R7用于對電壓比較器U2的輸出端進行限流，光電耦合器Ul中光敏三極管的集電極與電壓轉換電路連接。通過采用光電耦合器Ul進行隔離，可以將控制信號與采樣信號進行有效的隔離，有效避免了外電壓電網對控制信號的影響，其控制精度較高，采樣誤差較小。
[0038]本實施例中，電壓采樣模塊9還包括第八電阻R8，電壓比較器U2的輸出端還通過第七電阻R7與第八電阻R8的一端連接，第八電阻R8的另一端與第一電壓源VDDl連接。
[0039]本實施例中，電壓轉換電路包括三極管Q1、第九電阻R9和第十電阻R10，三極管Ql的基極與光電耦合器Ul中光敏三極管的集電極連接，三極管Ql的基極還通過第九電阻R9連接第二電壓源VDD2，三極管Ql的集電極通過第十電阻RlO連接第二電壓源VDD2，三極管Ql的發射極接地，即第二電壓源VDD2的負極。
[0040]本實施例中，平滑濾波電路包括第^^一電阻R11、第十二電阻R12、第十三電阻R13、第三電容C3和第四電容C4;其中，第^^一電阻Rll的一端與三極管Ql的集電極連接，第i^一電阻Rll的另一端分別與第十二電阻R12的一端和第三電容C3的一端連接，第十二電阻R12的另一端、第十三電阻Rl 3的一端和第四電容C4的一端均連接電壓輸出端Vo，第三電容C3的另一端、第十三電阻R13的另一端和第四電容C4的另一端均接地。為了保護MCU8，該電壓采樣模塊9還包括穩壓管ZDl，相當于在平滑濾波電路的輸出端并聯一個穩壓管ZDl，穩壓管ZDl的陰極連接電壓輸出端Vo，穩壓管ZDl的陽極接地。將平滑濾波電路的電壓輸出端Vo與MCU8的一輸入端連接，使經平滑濾波后的電壓采樣信號送到MCU8進行處理，M⑶8便能根據所得到的采樣信號輸出相應的指令，有效地保護電器設備。
[0041 ]本實施例中，整流電路包括第一二極管D1、第二二極管D2、第三二極管D3和第四二極管D4，第一二極管Dl、第二二極管D2、第三二極管D3和第四二極管D4組成橋式整流電路，第一二極管Dl的陽極和第四二極管D4的陰極均與交流電的火線ACL連接，第二二極管D2的陽極和第三二極管D3的陰極均與交流電的零線ACN連接，第一二極管Dl的陰極和第二二極管D2的陰極連接后作為整流電路的正極輸出端，第三二極管D3的陽極和第四二極管D4的陽極連接后作為整流電路的負極輸出端。
[0042]本實施例中，當電網電壓(如220V/50HZ)經過整流電路整流后得到脈動的全波電壓信號，第一電阻Rl和第二電阻R2對其進行分壓，第二電阻R2上的電壓作為采樣電壓，第四電阻R4上的電壓作為基準電壓。電壓比較器U2的輸出端輸出的方波信號驅動光電親合器Ul工作，光電耦合器Ul中光敏三極管的集電極輸出的信號經過電壓轉換電路和平滑濾波電路的平滑濾波處理后，得到的直流信號輸入到M⑶8進行處理。當電網電壓發生變化時，電壓比較器U2的輸出端的輸出信號也發生變化，相應地，經電壓轉換和平滑濾波處理后得到的直流信號也隨之變化，MCU8便能根據所得到的電壓采樣信號輸出相應的指令，有效地保護電器設備。
[0043]具體的，本實施例中，經電壓采樣模塊9采集電源輸入模塊I的輸入電壓，再經MCU8控制顯示模塊11顯示出電壓值；顯示模塊11還可以用來顯示輸出功率，經電流采樣模塊10采集脈沖寬度調制后的電流，再由MCU8運算出功率，驅動顯示模塊11顯示功率;MCU8還可以用來檢測各模塊的工作狀態是否正常，當MCU8檢測到某個模塊的工作狀態不正常時，可以驅動顯示模塊11顯示錯誤提示。只需要根據需要，可以了解到輸入電壓的數值、輸出功率的數值以及該具有高頻斬波電流采樣隔離功能的純正弦波逆變器的工作狀態是否正常，可以使工作人員對整個系統有很好地掌握。
[0044]本實施例中，該具有高頻斬波電流采樣隔離功能的純正弦波逆變器還包括輸出電壓檢測模塊12，輸出電壓檢測模塊12的一輸入端與SPffM驅動模塊5的另一輸出端連接，輸出電壓檢測模塊12的另一輸入端與正弦波發生器7的輸出端連接。可以實時對正弦波發生器7進行電壓反饋，檢測電壓是否滿足需要，再調節SPWM驅動模塊5來改變脈沖，達到需要的電壓，也就是說讓該具有高頻斬波電流采樣隔離功能的純正弦波逆變器最后獲得的電壓能滿足需要。
[0045]總之，在本實施例中，將該具有高頻斬波電流采樣隔離功能的純正弦波逆變器用在醫療設備，軍用設備上時，不會產生信號的干擾，儀器測得的數據的準確性也得到很大的提尚O
[0046]以上所述僅為本發明的較佳實施例而已，并不用以限制本發明，凡在本發明的精神和原則之內，所作的任何修改、等同替換、改進等，均應包含在本發明的保護范圍之內。
【主權項】
1.一種具有高頻斬波電流采樣隔離功能的純正弦波逆變器，其特征在于，包括電源輸入模塊、輸入隔離模塊、PWM調制模塊、變壓整流濾波模塊、SPffM驅動模塊、LC濾波模塊、正弦波發生器、MCU和電流米樣模塊，所述輸入隔離模塊的輸入端與所述電源輸入模塊的一輸出端連接，所述輸入隔離模塊的輸出端與所述PWM調制模塊的輸入端連接，所述變壓整流濾波模塊的輸入端與所述PWM調制模塊的輸出端連接，所述SPWM驅動模塊的一輸入端與所述變壓整流濾波模塊的輸出端連接，所述LC濾波模塊的輸入端與所述SPffM驅動模塊的輸出端連接，所述正弦波發生器的輸入端與所述LC濾波模塊的輸出端連接，所述電流采樣模塊的輸入端與所述PWM調制模塊的另一輸出端連接，所述電流采樣模塊的輸出端與所述MCU的另一輸入端連接； 所述正弦波發生器包括第一逆阻型IGBT、第二逆阻型IGBT、第三續流管、第四續流管、第十六電阻、第一電感、第六濾波電容和負載，所述第一逆阻型IGBT和第二逆阻型IGBT并聯、用于通過高頻切換實現斬波功能，所述第一逆阻型IGBT和第二逆阻型IGBT并聯的一節點與交流電的火線連接，所述第一逆阻型IGBT和第二逆阻型IGBT并聯的另一節點與所述第十六電阻的一端連接，所述第三續流管和第四續流管并聯，所述第三續流管和第四續流管并聯的一節點與所述第十六電阻的一端連接，所述第三續流管和第四續流管并聯的另一節點與交流電的零線連接，所述第十六電阻的另一端與所述第一電感的一端連接，所述第一電感的另一端分別與所述第六濾波電容的一端和負載連接，所述第六濾波電容的另一端與所述交流電的零線連接； 所述電流采樣模塊包括第一分流MOS管、第二采樣MOS管、第三采樣MOS管、第四采樣MOS管、采樣電阻、第一控制電阻和第二控制電阻，所述第一分流MOS管的柵極和第二采樣MOS管的柵極均連接輸入電源，所述第一分流MOS管的漏極、第二采樣MOS管的漏極、第三采樣MOS管的漏極和第四采樣MOS管的漏極均連接電流輸入管腳，所述第一分流MOS管的源極接地，所述第二采樣MOS管的源極、第三采樣MOS管的源極和第四采樣MOS管的源極均與所述采樣電阻的一端連接，所述采樣電阻的一端還連接采樣電壓輸出端，所述采樣電阻的另一端接地，所述第三采樣MOS管的柵極通過所述第一控制電阻連接第一外部信號輸入管腳，所述第四采樣MOS管的柵極通過所述第二控制電阻連接第二外部信號輸入管腳。2.根據權利要求1所述的具有高頻斬波電流采樣隔離功能的純正弦波逆變器，其特征在于，還包括電壓采樣模塊和顯示模塊，所述電壓采樣模塊的輸入端與所述電源輸入模塊的另一輸出端連接，所述MCU的一輸入端與所述電壓采樣模塊的輸出端連接，所述MCU的輸出端與所述顯示模塊的輸入端連接。3.根據權利要求2所述的具有高頻斬波電流采樣隔離功能的純正弦波逆變器，其特征在于，所述電壓采樣模塊包括依次連接的整流電路、電壓比較電路、光電耦合器、電壓轉換電路和平滑濾波電路;所述電壓比較電路包括電壓比較器、第一電阻、第二電阻、第三電阻、第四電阻、第五電阻、第六電阻、第七電阻、第一電容和第二電容，所述電壓比較器的同相輸入端通過所述第五電阻分別與所述第一電阻的一端和第二電阻的一端連接，所述第一電阻的另一端與所述整流電路的正極輸出端連接，所述電壓比較器的反相輸入端通過所述第六電阻分別與所述第三電阻的一端、第四電阻的一端和第一電容的一端連接，所述第三電阻的另一端連接第一電壓源，所述第二電阻的另一端、第四電阻的另一端和第一電容的另一端均與所述整流電路的負極輸出端連接，所述電壓比較器的一個引腳分別與所述第一電壓源和第二電容的一端連接，所述第二電容的另一端與所述整流電路的負極輸出端連接，所述電壓比較器的輸出端通過所述第七電阻與所述光電耦合器中發光二極管的陽極連接，所述光電耦合器中光敏三極管的集電極與所述電壓轉換電路連接。4.根據權利要求3所述的具有高頻斬波電流采樣隔離功能的純正弦波逆變器，其特征在于，所述電壓采樣模塊還包括第八電阻，所述電壓比較器的輸出端還通過所述第七電阻與所述第八電阻的一端連接，所述第八電阻的另一端與所述第一電壓源連接。5.根據權利要求4所述的具有高頻斬波電流采樣隔離功能的純正弦波逆變器，其特征在于，所述電壓轉換電路包括三極管、第九電阻和第十電阻，所述三極管的基極與所述光電耦合器中光敏三極管的集電極連接，所述三極管的基極還通過所述第九電阻連接第二電壓源，所述三極管的集電極通過所述第十電阻連接所述第二電壓源，所述三極管的發射極接地。6.根據權利要求5所述的具有高頻斬波電流采樣隔離功能的純正弦波逆變器，其特征在于，所述平滑濾波電路包括第十一電阻、第十二電阻、第十三電阻、第三電容和第四電容；所述第十一電阻的一端與所述三極管的集電極連接，所述第十一電阻的另一端分別與所述第十二電阻的一端和第三電容的一端連接，所述第十二電阻的另一端、第十三電阻的一端和第四電容的一端均連接電壓輸出端，所述第三電容的另一端、第十三電阻的另一端和第四電容的另一端均接地。7.根據權利要求6所述的具有高頻斬波電流采樣隔離功能的純正弦波逆變器，其特征在于，所述電壓采樣模塊還包括穩壓管，所述穩壓管的陰極連接所述電壓輸出端，所述穩壓管的陽極接地。8.根據權利要求7所述的具有高頻斬波電流采樣隔離功能的純正弦波逆變器，其特征在于，還包括輸出電壓檢測模塊，所述輸出電壓檢測模塊的一輸入端與所述SPWM驅動模塊的另一輸出端連接，所述輸出電壓檢測模塊的另一輸入端與所述正弦波發生器的輸出端連接。9.根據權利要求1所述的具有高頻斬波電流采樣隔離功能的純正弦波逆變器，其特征在于，所述整流電路包括第一二極管、第二二極管、第三二極管和第四二極管，所述第一二極管的陽極和第四二極管的陰極均與交流電的火線連接，所述第二二極管的陽極和第三二極管的陰極均與交流電的零線連接，所述第一二極管的陰極和第二二極管的陰極連接后作為所述整流電路的正極輸出端，所述第三二極管的陽極和第四二極管的陽極連接后作為所述整流電路的負極輸出端。
【文檔編號】H02M7/5395GK106059372SQ201610515145
【公開日】2016年10月26日
【申請日】2016年7月4日
【發明人】朱海東
【申請人】蘇州邁力電器有限公司