一種正弦波變頻電源的制作方法
【專利摘要】一種正弦波變頻電源，它涉及一種變頻電源。本實用新型的目的是為了解決現有技術中的正弦波變頻電源存在波形畸變率高的問題。本實用新型包括三角波發生器、比較器、控制芯片、功率變換器和LC濾波電路，三角波發生器的輸出端和控制芯片D/A接口通過比較器連接驅動電路，驅動電路的輸出端與功率器件的控制端連接，功率變換器連接LC濾波電路，LC濾波電路的輸出端為正弦波變頻電源的輸出端。本實用新型具有良好的動態控制響應性能和有效降低控制器輸出電壓的諧波含量。
【專利說明】
一種正弦波變頻電源
技術領域
[0001]本實用新型涉及一種變頻電源，具體涉及一種正弦波變頻電源，屬于電力電子控制技術領域。
【背景技術】
[0002]隨著工業控制的精細化，對負載電源的要求也越來越高，特別是標準正弦波的交流電源要求頻率可以調節范圍廣、波形畸變率小，而全數字化標準正弦波電源在控制時采用的面積等效輸出的SPffM控制信號的近似計算會導致波形畸變率增高，其中電壓的低次諧波不易采用濾波器消除。
【實用新型內容】
[0003]本實用新型的目的是為了解決現有技術中的正弦波變頻電源存在波形畸變率高的問題。
[0004]本實用新型的技術方案是:一種正弦波變頻電源，包括信號發生單元、驅動電路和功率變換單元，信號發生單元的輸出端通過驅動電路連接功率變換單元，功率變換單元的輸出端連接負載，所述信號發生單元包括三角波發生器、比較器和控制芯片，功率變換單元包括功率變換器和LC濾波電路，三角波發生器的輸出端和控制芯片D/A接口通過比較器連接驅動電路，驅動電路的輸出端通過功率變換器連接LC濾波電路，LC濾波電路的輸出端為正弦波變頻電源的輸出端。
[0005]所述正弦波變頻電源包括供電單元，所述供電單元包括交流電源接口和整流電路，外部交流電源通過交流電源接口連接整流電路，整流電路的輸出端連接功率變換器。
[0006]所述正弦波變頻電源包括檢測單元，所述檢測單元包括電流檢測電路和信號調理電路，電流檢測電路的輸入端連接LC濾波電路的輸出端，電流檢測電路的輸出端連接信號調理電路，信號調理電路的輸出端連接控制芯片的A/D接口。檢測負載電流，經信號調理電路轉換為可進行A/D轉換的信號，控制芯片通過檢測的電流信號得到復合電壓信號后由控制芯片的D/A輸出。
[0007]本實用新型與現有技術相比具有以下效果:本實用新型提出利用模擬和數字綜合控制技術由數字化生成頻率和幅值可調的正弦波調制信號經D/A轉換生成模擬信號與模擬電路產生的載波信號直接比較生成精確的SPffM驅動信號可以滿足負載對交流電源的要求。本實用新型結合數字控制和模擬控制的優點，簡化了數字化控制下的計算載波和調制波交點產生功率器件SPWM驅動信號的不精確算法，具有良好的動態控制響應性能和有效降低控制器輸出電壓的諧波含量。
【附圖說明】
[0008]圖1為本實用新型的結構框圖；
[0009]圖2為精確SPffM驅動信號產生原理示意圖。
【具體實施方式】
[0010]結合【附圖說明】本實用新型的【具體實施方式】，本實施方式的一種正弦波變頻電源，包括信號發生單元、驅動電路和功率變換單元，信號發生單元的輸出端通過驅動電路連接功率變換單元，功率變換單元的輸出端連接負載，所述信號發生單元包括三角波發生器、比較器和控制芯片，功率變換單元包括功率變換器和LC濾波電路，三角波發生器的輸出端和控制芯片D/A接口連接比較器，再連接至驅動電路，驅動電路的輸出端連接功率器件的控制端，功率變換器連接LC濾波電路，LC濾波電路的輸出端為正弦波變頻電源的輸出端。所述功率變換器輸出通過LC濾波器濾除PWM中的開關頻率變為標準正弦波電源為負載提供高質量的電能。
[0011]所述正弦波變頻電源包括供電單元，所述供電單元包括交流電源接口和整流電路，外部交流電源通過交流電源接口連接整流電路，整流電路的輸出端連接功率變換器。
[0012]所述正弦波變頻電源包括檢測單元，所述檢測單元包括電流檢測電路和信號調理電路，電流檢測電路的輸入端連接LC濾波電路的輸出端，電流檢測電路的輸出端連接信號調理電路，信號調理電路的輸出端連接控制芯片的A/D接口。
[0013]本實用新型的【具體實施方式】為:三角波發生器輸出三角波幅值固定，頻率可調的載波信號；
[0014]控制芯片產生數字化的標準正弦波信號由D/A接口輸出模擬電壓作為調制信號，與模擬載波信號直接比較輸出精確的SPffM信號；
[0015]功率變換器為控制器輸出頻率和電壓幅值可調的SPffM電壓，經LC濾波器輸出標準正弦波電壓；
[0016]所述比較器單元實現載波信號與調制波信號比較，由載波信號與調制波信號的交點確定功率器件的驅動信號如圖2所示；
[0017]檢測單元實現負載電流檢測，由信號調理電路變換使得負載電流檢測信號與控制芯片的A/D信號匹配；
[0018]對數字化的電流信號進行運算得到負載電流大小、諧波電流分量組成和各次諧波電流幅值大小及相位值，由此確定控制負載電流的電壓幅值和抑制各次諧波電流的各次諧波電壓大小，將各次諧波電壓值相加得到各次諧波電壓復合信號與控制負載電壓信號相加，并由控制芯片的D/A接口輸出；
[0019]包含負載電流控制和諧波電流抑制的電壓復合信號與三角波比較輸出PffM驅動信號控制功率變換器輸出負載運行所需的電流和精確抑制負載3次、5次、6次、7次、9次、11次諧波電流的各次諧波電壓信號；
[0020]考慮功率器件的開關頻率，本實用新型可以精確抑制負載3次、5次、6次、7次、9次、11次諧波電流，以開關頻率為I OkHz說明3次、5次、6次、7次、9次、11次諧波電壓每周期經載波調制輸出的段數分別為65段、39段、32段、27段、21段和17段，因此本實用新型可以精確抑制負載3次、5次、6次、7次、9次、11次諧波電流；
[0021]盡管本實用新型的內容已經通過上述優選實施例作了詳細介紹，本行業的技術人員應該了解，本實用新型不受上述實施例的限制，上述實施例和說明書中描述的只是說明本實用新型的原理，在不脫離本實用新型精神和范圍的前提下，本實用新型還會有各種變化和改進，這些變化和改進都落入要求保護的范圍內。本實用新型要求保護范圍由所附的權利要求書及其等效物界定。在本領域技術人員閱讀了上述內容后，對于本實用新型的多種修改和替代都將是顯而易見的。
【主權項】
1.一種正弦波變頻電源，包括信號發生單元、驅動電路和功率變換單元，信號發生單元的輸出端通過驅動電路連接功率變換單元，功率變換單元的輸出端連接負載，其特征在于:所述信號發生單元包括三角波發生器、比較器和控制芯片，功率變換單元包括功率變換器和LC濾波電路，三角波發生器的輸出端和控制芯片D/A接口通過比較器連接驅動電路，驅動電路的輸出端通過功率變換器連接LC濾波電路，LC濾波電路的輸出端為正弦波變頻電源的輸出端。2.根據權利要求1所述一種正弦波變頻電源，其特征在于所述正弦波變頻電源包括供電單元，所述供電單元包括交流電源接口和整流電路，外部交流電源通過交流電源接口連接整流電路，整流電路的輸出端連接功率變換器。3.根據權利要求1所述一種正弦波變頻電源，其特征在于:所述正弦波變頻電源包括檢測單元，所述檢測單元包括電流檢測電路和信號調理電路，電流檢測電路的輸入端連接LC濾波電路的輸出端，電流檢測電路的輸出端連接信號調理電路，信號調理電路的輸出端連接控制芯片的A/D接口。
【文檔編號】H02M1/12GK205509865SQ201620340869
【公開日】2016年8月24日
【申請日】2016年4月21日
【發明人】康爾良, 徐潤寰
【申請人】哈爾濱理工大學