專利名稱：一種純正弦波逆變器的spwm波形產生與變換電路的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種純正弦波逆變器的SPWM波形產生與變換電路，屬于交流電 源及電源變換技術領域。
背景技術：
目前，隨著人類科技和經濟的迅猛發(fā)展，能源危機和環(huán)境污染成為一個急需解決 的問題，太陽能和風能作為一種清潔無污染的綠色能源，應用越來越廣泛，太陽能光伏發(fā)電 和風力發(fā)電設備的使用也與日俱增；隨著郵電、鐵道、電力、通訊等產業(yè)的快速發(fā)展，各種工 業(yè)設備、車載設備對交流電源的需求越來越多。國內常用的逆變電源產品大多數為方波逆 變器和準正弦波逆變器，方波逆變器的缺點是對感性負載產生的附加損耗大，調壓范圍不 夠寬，保護功能不夠完善，噪聲比較大。準正弦波逆變器對用電設備高頻干擾比較大?，F有 少數的純正弦波逆變器中，有一部分采用了純硬件SPWM驅動電路，電路復雜，實現困難且 不易改進，設備維護也比較困難；有一部分采用SPWM專用芯片，由于專用芯片已經模塊化， 無法實現閉環(huán)控制，穩(wěn)壓效果不好；還有一部分采用可編程邏輯器件來實現，但對硬件的要 求較高，成本也高；這些都從一定程度上阻礙了純正弦波逆變器的推廣和使用。

實用新型內容本實用新型的目的，是為了克服現有技術中的正弦波逆變器產品存在的上述問 題，提供一種純正弦波逆變器的SPWM波形產生與變換電路。本實用新型的目的可以通過如下措施達到一種純正弦波逆變器的SPWM波形產生與變換電路，包括波形產生電路、驅動波形 變換電路和若干個驅動信號輸出端，其結構特點是1)波形產生電路的信號輸出端連接驅動波形變換電路的信號輸入端，驅動波形變 換電路的信號輸出端連接所述驅動信號輸出端；2)波形產生電路具有產生二個基本波形的電路結構，所產生基本的波形一個為高 頻SPWM波形、另一個為低頻的方波；所述驅動波形變換電路具有接收前述二個基本波形并 將其變換成四路驅動波形的電路結構。本實用新型的目的還可以通過如下措施達到實用新型的一種實施方式是1)所述波形產生電路由單片機UlO及其外圍電路組成；所述驅動波形變換電路由 驅動芯片U2、U4，上拉電阻R27、R51，以及電路耦合電阻R28、R29組成；2)所述電路耦合電阻R29的一端與單片機UlO的第17腳輸出連接，其另一端與驅 動芯片U4的第2腳連接；驅動芯片U4的第2腳與一個上拉電阻R27連接，其第7腳、第5 腳分別連接驅動信號輸出端之一、輸出端之二 ；所述電路耦合電阻R28的一端與單片機UlO 的第18腳連接，其另一端與驅動芯片U2的第2腳連接；驅動芯片U2的第2腳與一個上拉 電阻R51連接，其第7腳、第5腳分別連接驅動信號輸出端之三、輸出端之四。[0012]實用新型的一種實施方式是所述單片機UlO為16位單片機，通過內置在單片機 UlO中控制程序及其外圍電路，波形產生電路1在一個周期內產生二個基本波形，一個為高 頻SPWM波形、另一個為低頻的方波。單片機UlO的內部工作的最大時鐘頻率可以為40MHZ。本實用新型的有益效果是本實用新型的創(chuàng)新點在于用二個基本波形，一個為高頻SPWM波形、另一個為低頻 的方波，變換成四路驅動波形，為正弦波逆變器產品提供了一種簡單可靠SPWM波形產生與 變換電路，其通過波形產生電路產生兩個基本波形，兩個基本波形經驅動波形變換電路變 換成四路驅動波形，用以驅動全橋逆變的功率管產生正弦波。本實用新型具有硬件電路簡 單可靠、控制方法靈活、穩(wěn)壓效果好、輸出波形失真度小、單芯片方案成本低、受外界干擾小 的優(yōu)點。

圖1是本實用新型具體實施例1的電路原理圖。
具體實施方式

以下結合附圖及實施例對本實用新型作進一步的詳細描述具體實施例1:參照圖1，本實施例它包括波形產生電路1、驅動波形變換電路2和四個驅動信號 輸出端，波形產生電路1的信號輸出端連接驅動波形變換電路2的信號輸入端，驅動波形變 換電路2的信號輸出端連接所述驅動信號輸出端；波形產生電路1具有產生二個基本波形 的電路結構，所產生基本的波形一個為高頻SPWM波形、另一個為低頻的方波；所述驅動波 形變換電路2具有接收前述二個基本波形并將其變換成四路驅動波形的電路結構。所述波形產生電路1由單片機UlO和外圍電路組成；所述驅動波形變換電路2由 驅動芯片U2、U4，上拉電阻R27、R51，以及電路耦合電阻R28、R29組成；所述電路耦合電阻 R29的一端與單片機UlO的第17腳輸出連接，其另一端與驅動芯片U4的第2腳連接；驅動 芯片U4的第2腳與一個上拉電阻R27連接，其第7腳、第5腳分別連接驅動信號輸出端之 一、輸出端之二 ；所述電路耦合電阻R28的一端與單片機UlO的第18腳連接，其另一端與驅 動芯片U2的第2腳連接；驅動芯片U2的第2腳與一個上拉電阻R51連接，其第7腳、第5 腳分別連接驅動信號輸出端之三、輸出端之四。本實施例中，所述單片機UlO為16位單片機，通過內置在單片機UlO中控制程序 及其外圍電路，波形產生電路1在一個周期內產生二個基本波形，一個為高頻SPWM波形、另 一個為低頻的方波。單片機UlO的內部工作的最大時鐘頻率可以為40MHZ。所述驅動波形 變換電路2將接收到的二個所述基本波形變換成四路驅動波形，用以驅動全橋逆變電路的 功率管產生正弦波。所述單片機UlO的數據處理能力強，配合數字PID算法通過調整SPWM 的脈寬，來實現好的穩(wěn)壓效果。本實施例的工作原理如圖1所示，應用本實施例時，將所述驅動信號輸出端之一、輸出端之二分別外接 全橋逆變電路一個橋臂的上管、下管，將所述驅動信號輸出端之一、輸出端之二分別外接全 橋逆變電路另一個橋臂的上管、下管。[0023]單片機UlO第17腳產生一路SPWM波形DRIVE_FAST，開關頻率一般為20KHZ左右， 該波形的脈寬按照實際正弦波的規(guī)律變化，正半周波形的占空比按照由0增大到1，再由1 減小到0，負半周波形的占空比按照由1減小到0，再由0增大到1，整個周期的脈寬表采用 表格的形式存放在單片機的程序存儲器中，輸出SPWM波形按照此規(guī)律變化。該SPWM波形 通過電阻R29輸入驅動芯片U4的第2腳，變換成兩路S PWM波形A上、A下(A上、A下分別 驅動全橋逆變電路一個橋臂的上管和下管)；單片機UlO第18腳產生一路低頻方波DRIVE_ SLOW，與用戶實際需求的交流電源頻率相同，一般為50HZ、60HZ、400HZ等，該低頻方波通過 電阻R28輸入驅動芯片U2的第2腳，變換成兩路低頻方波B上、B下(B上、B下分別驅動全 橋逆變電路另一個橋臂的上管和下管)；通過四路驅動波形的配合控制全橋電路四個功率 管的導通和截止，再經過低通濾波后輸出正弦波，A上和B下兩路波形分別驅動一個橋臂的 上管和另一個橋臂的下管，產生正半周波形，A下和B上兩路波形分別驅動一個橋臂的下管 和另一個橋臂的上管，產生負半周波形。本實施例利用16位單片機軟件產生SPWM波形，再通過驅動波形變換電路的變換， 產生四路波形驅動全橋逆變電路的功率管產生正弦波，具有硬件電路簡單可靠、控制方法 靈活、穩(wěn)壓效果好、輸出波形失真度小、單芯片方案成本低、受外界干擾小的特點。以上所述，僅為本實用新型較佳的具體實施例，但本實用新型的保護范圍并不局 限于此，本技術領域的技術人員根據本實用新型的技術方案及其實用新型構思加以等同替 換或改變，都屬于本實用新型的保護范圍。
權利要求1.一種純正弦波逆變器的SPWM波形產生與變換電路，包括波形產生電路(1)、驅動波 形變換電路(2)和若干個驅動信號輸出端，其特征是1)波形產生電路(1)的信號輸出端連接驅動波形變換電路(2)的信號輸入端，驅動波 形變換電路(2)的信號輸出端連接所述驅動信號輸出端；2)波形產生電路(1)具有產生二個基本波形的電路結構，所產生基本的波形一個為高 頻SPWM波形、另一個為低頻的方波；所述驅動波形變換電路(2)具有接收前述二個基本波 形并將其變換成四路驅動波形的電路結構。
2.根據權利要求1所述的一種純正弦波逆變器的SPWM波形產生與變換電路，其特征是1)所述波形產生電路(1)由單片機UlO及其外圍電路組成；所述驅動波形變換電路 (2)由驅動芯片U2、U4，上拉電阻R27、R51，以及電路耦合電阻R28、R29組成；2)所述電路耦合電阻R29的一端與單片機UlO的第17腳輸出連接，其另一端與驅動芯 片U4的第2腳連接；驅動芯片U4的第2腳與一個上拉電阻R27連接，其第7腳、第5腳分 別連接驅動信號輸出端之一、輸出端之二 ；所述電路耦合電阻R 28的一端與單片機UlO的 第18腳連接，其另一端與驅動芯片U2的第2腳連接；驅動芯片U2的第2腳與一個上拉電 阻R51連接，其第7腳、第5腳分別連接驅動信號輸出端之三、輸出端之四。
3.根據權利要求2所述的一種純正弦波逆變器的SPWM波形產生與變換電路，其特征 是所述單片機UlO為16位單片機，通過內置在單片機UlO中控制程序及其外圍電路，波形 產生電路(1)在一個周期內產生二個基本波形，一個為高頻SPWM波形、另一個為低頻的方 波。
專利摘要本實用新型涉及一種純正弦波逆變器的SPWM波形產生與變換電路，包括波形產生電路(1)、驅動波形變換電路(2)和若干個驅動信號輸出端，其特征是波形產生電路(1)的信號輸出端連接驅動波形變換電路(2)的信號輸入端，驅動波形變換電路(2)的信號輸出端連接所述驅動信號輸出端；波形產生電路(1)具有產生二個基本波形的電路結構，一個為高頻SPWM波形、另一個為低頻的方波；所述驅動波形變換電路(2)具有接收前述二個基本波形并將其變換成四路驅動波形的電路結構。本實用新型提供了簡單可靠SPWM波形產生與變換電路，使正弦波逆變器產品控制靈活，具有穩(wěn)壓效果好、輸出波形失真度小、成本低的特點。
文檔編號H02M7/501GK201781427SQ20102027512
公開日2011年3月30日 申請日期2010年7月28日 優(yōu)先權日2010年7月28日
發(fā)明者周治國, 徐守越, 汪軍 申請人:佛山市順德區(qū)瑞德電子實業(yè)有限公司