專利名稱：基于dsp移相全橋的逆變裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及逆變器，具體是一種基于DSP移相全橋的逆變裝置。
背景技術(shù)：
逆變器是一種把直流電轉(zhuǎn)變?yōu)榻涣麟姷难b置，在很多領(lǐng)域都有著重要的應(yīng)用。逆變器在太陽能、風(fēng)能等可再生能源利用中起著至關(guān)重要的作用。在UPS (不間斷電源)和EPS (應(yīng)急電源)中，逆變器也是重要組成部分。此外，在無功補償、有源電力濾波等領(lǐng)域，逆變也是關(guān)鍵技術(shù)之一。傳統(tǒng)逆變器采用“低壓DC/工頻低壓AC/工頻AC”或“DC/AC/DC/AC”結(jié)構(gòu)，低壓DC/工頻低壓AC/工頻AC結(jié)構(gòu)的逆變器工作頻率低，需要體積龐大的工頻變壓器和濾波電感，設(shè)備笨重，效率低下；由于低頻下多采用梯形波近似正弦波，諧波分量大，嗓聲大，性能不可靠。DC/AC/DC/AC雖然也采用了高頻鏈技術(shù)，但能量流動級較多，系統(tǒng)復(fù)雜。采用DSP等高速處理器，為逆變高頻化的實現(xiàn)創(chuàng)造了條件。DSP具有強大的硬件和高速的指令速度，可以大大降低系統(tǒng)硬件結(jié)構(gòu)的復(fù)雜度，從而提高系統(tǒng)的可靠性；控制靈活，可以使用多種基于計算機技術(shù)的高級控制算法。由DSP同步控制的周波變換器可以很容易將高頻SPWM轉(zhuǎn)變?yōu)楣ゎl交SPWM，相對于傳統(tǒng)逆變器DC/AC/DC/AC的拓撲結(jié)構(gòu)，減少了一級能量流動，提高了元件利用率和逆變效率。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明旨在解決傳統(tǒng)逆變器存在的上述問題，而提供一種采用DC/AC/AC三級拓撲結(jié)構(gòu)并全數(shù)字化控制的基于DSP移相全橋的逆變器。本發(fā)明解決所述問題采用的技術(shù)方案是
一種基于DSP移相全橋的逆變裝置，包括逆變橋、周波變換器、LC濾波器，它還包括高頻變壓器和DSP處理器，所述DSP處理器其A/D輸入接口通過電壓/電流反饋電路與LC濾波器的輸出端連接，其PWM輸出接口分別通過開關(guān)管驅(qū)動電路與逆變橋和周波變換器連接。更進一步
所述DSP處理器芯片是MC56F8346，該芯片完成所有信號采集、運算、控制算法實現(xiàn)、移相SPWM產(chǎn)生。所述開關(guān)管驅(qū)動電路由四個IR2110芯片組成，分為兩組，分別驅(qū)動逆變橋和周波
變換器。所述電壓/電流反饋電路采用霍爾元件CLSM-10MA實現(xiàn)，將電壓/電流信號線性轉(zhuǎn)換為小電流信號，經(jīng)過處理后，得到0-5V的電壓信號，供AD采樣。
本發(fā)明采用了 DC/AC/AC三級拓撲結(jié)構(gòu)，由逆變橋、高頻變壓器、周波變換器和濾波器組成功率主電路，比傳統(tǒng)逆變結(jié)構(gòu)減少了一級能量傳輸；采用了高頻變壓器，省去了笨重的工頻變壓器；控制電路由DSP系統(tǒng)、開關(guān)管驅(qū)動電路和電壓/電流反饋電路組成，實現(xiàn)了逆變器的數(shù)字化。
與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果是降低了硬件的復(fù)雜度，提升了硬件系統(tǒng)的可靠性?？梢詫崿F(xiàn)功率的雙向流動，適合多種負載形式，并減小了逆變器的體積。數(shù)字控制系統(tǒng)靈活，精度高。采用移相SPWM技術(shù)，控制信號直接由DSP合成，實現(xiàn)零電壓開關(guān)，開關(guān)損耗小，開關(guān)效率高，輸出正弦波品質(zhì)較好。


圖I為本發(fā)明實施例系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖。圖2為本發(fā)明的功率主電路示意圖。
具體實施例方式 以下結(jié)合較佳實施例，詳述本發(fā)明。參見圖I、圖2，一種基于DSP移相全橋的逆變裝置，由逆變橋、高頻變壓器、周波變換器、LC濾波器和DSP處理器組成，DSP處理器芯片是MC56F8346，MC56F8346的A/D輸入接口通過電壓/電流反饋電路與LC濾波器的輸出端連接，MC56F8346的PWM輸出接口分別通過開關(guān)管驅(qū)動電路與逆變橋和周波變換器連接。逆變橋、高頻變壓器、周波變換器和LC濾波器組成功率主電路，DSP處理器、開關(guān)管驅(qū)動電路和電壓/電流反饋電路組成控制系統(tǒng)。DSP處理器芯片MC56F8346是整個數(shù)字控制系統(tǒng)的核心，DSP控制系統(tǒng)負責所有電流、電壓的采集和運算、移相SPWM的產(chǎn)生以及人機接口的實現(xiàn)。具體是
逆變橋接收DSP發(fā)出的移相SPWM信號，通過橋臂的開關(guān)，將低壓直流電轉(zhuǎn)變?yōu)楦哳lSPWM交流電(SPWM低壓功率信號)。高頻變壓器將逆變橋產(chǎn)生的SPWM波形電壓升壓，轉(zhuǎn)變成高壓SPWM信號，以滿足周波變換器的工作要求。周波變換器將高頻變壓器產(chǎn)生的SPWM波形交流電轉(zhuǎn)變?yōu)楣ゎlSPWM波形電壓，即工頻交流電。LC濾波器濾除工頻SPWM電壓中的高頻成份，得到工頻正弦交流電，為負載供電。本實施例中，所述開關(guān)管驅(qū)動電路由IR2110及其外圍電路組成，該芯片是MOSFET專用的驅(qū)動芯片，每個芯片可以為兩路信號提供驅(qū)動，尤其適合對全橋電路進行驅(qū)動。本實施例中，所述電壓/電流反饋電路采用霍爾元件CLSM-10MA。CLSM-10MA可以檢測頻率為O-IOOkHz的信號，具有很高的線性度和抗干擾能力，滿足逆變系統(tǒng)的需要。轉(zhuǎn)換得到的電流信號濾波后，經(jīng)過由運算放大器組成的調(diào)整電路，得到0-5V的電壓信號，送入DSP采樣通道。以上所述，僅是本發(fā)明的較佳實施例而已，并非對本發(fā)明的結(jié)構(gòu)作任何形式上的限制。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簡單修改、等同變化與修飾，均仍屬于本發(fā)明的技術(shù)方案的范圍內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種基于DSP移相全橋的逆變裝置，包括逆變橋、周波變換器、LC濾波器，其特征在于，它還包括高頻變壓器和DSP處理器，所述DSP處理器其A/D輸入接口通過電壓/電流反饋電路與LC濾波器的輸出端連接，其PWM輸出接口分別通過開關(guān)管驅(qū)動電路與逆變橋和周波變換器連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的基于DSP移相全橋的逆變裝置，其特征在于，所述DSP處理器芯片是MC56F8346，該芯片完成所有信號采集、運算、控制算法實現(xiàn)、移相SPWM產(chǎn)生。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的基于DSP移相全橋的逆變器，其特征在于，所述開關(guān)管驅(qū)動電路由四個IR2110芯片組成，分為兩組，分別驅(qū)動逆變橋和周波變換器。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的基于DSP移相全橋的逆變器，其特征在于，所述電壓/電流反饋電路采用霍爾元件CLSM-1OMA實現(xiàn)。
全文摘要
本發(fā)明涉及逆變器，具體是一種基于DSP移相全橋的逆變裝置。包括逆變橋、周波變換器、LC濾波器，它還包括高頻變壓器和DSP處理器，所述DSP處理器其A/D輸入接口通過電壓/電流反饋電路與LC濾波器的輸出端連接，其PWM輸出接口分別通過開關(guān)管驅(qū)動電路與逆變橋和周波變換器連接。本發(fā)明采用DC/AC/AC三級拓撲結(jié)構(gòu)，由逆變橋、高頻變壓器、周波變換器和濾波器組成功率主電路，比傳統(tǒng)逆變結(jié)構(gòu)減少了一級能量傳輸；采用高頻變壓器，省去了笨重的工頻變壓器；控制電路采用DSP系統(tǒng)，實現(xiàn)了逆變器的數(shù)字化，系統(tǒng)控制靈活，精度高，控制信號直接由DSP合成，實現(xiàn)零電壓開關(guān)，開關(guān)損耗小，效率高，輸出正弦波品質(zhì)較好。
文檔編號H02M7/5395GK102624275SQ20121011014
公開日2012年8月1日 申請日期2012年4月16日 優(yōu)先權(quán)日2012年4月16日
發(fā)明者張麗娟, 張彪, 李勤, 李國洪, 熊希森, 王小丹, 王沛昕 申請人:唐山電動車研發(fā)與檢測有限公司