專利名稱：一種逆變電源控制裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型屬于電力電子系統(tǒng)裝置，尤其涉及一種逆變電源控制裝置。
背景技術(shù)：
隨著科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步和社會(huì)的發(fā)展，各種各樣新式的高科技電力電子設(shè)備不斷涌現(xiàn)，對(duì)交流電能的質(zhì)量的要求也越來越高，對(duì)于很多高精度的設(shè)備來說，包括市電電源在內(nèi)的所有原始電能的質(zhì)量可能不再能滿足用戶的要求，電能必須經(jīng)過加工處理之后才能使用，這當(dāng)中，逆變電源起著至關(guān)重要的作用。幾乎所有的可再生新能源發(fā)電系統(tǒng)中，都會(huì)涉及一系列大功率，高效率，高性能的能量轉(zhuǎn)換和控制系統(tǒng)，其中逆變電源作為其中的重要組成部分，肩負(fù)著將可再生能源發(fā)電產(chǎn)生的直流電能或者頻率變化的不穩(wěn)定交流電能轉(zhuǎn)換成額定頻率，相位，電壓幅值的交流電能，以提供給用電設(shè)備使用或者接入市電電網(wǎng)系統(tǒng)。

實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型為了實(shí)現(xiàn)逆變電源小型化，不斷提高逆變電源的工作頻率，提高逆變電源的效率以及穩(wěn)定性能，得到更小的穩(wěn)態(tài)誤差以及快速的動(dòng)態(tài)響應(yīng)能力以及提高芯片的利用率。本實(shí)用新型為實(shí)現(xiàn)上述目的，通過以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)，一種逆變電源系統(tǒng)裝置，其特征是:逆變電源硬件系統(tǒng)有完成功率開關(guān)的導(dǎo)通和關(guān)斷的主電路，控制開關(guān)管切換的數(shù)字芯片控制電路，驅(qū)動(dòng)功率開關(guān)管通斷的驅(qū)動(dòng)電路，采樣逆變電源的電壓，電流，工作溫度等參數(shù)的采樣電路，保護(hù)電路和輔助電路；具體電路為:直流DC輸入連接推挽升壓DC-DC轉(zhuǎn)換電路和第一保護(hù)電路；推挽升壓DC-DC轉(zhuǎn)換電路連接全橋式DC-AC逆變電路，全橋式DC-AC逆變電路連接交流AC輸出電路；交流AC輸出電路連接第二保護(hù)電路，第一保護(hù)電路和第二保護(hù)電路分別連接DSP控制電路，DSP控制電路分別連接SG3525A驅(qū)動(dòng)電路和IR2130驅(qū)動(dòng)電路，SG3525A驅(qū)動(dòng)電路連接推挽升壓DC-DC轉(zhuǎn)換電路，IR2130驅(qū)動(dòng)電路連接全橋式DC-AC逆變電路。DSP控制電路控制核心采用數(shù)字信號(hào)處理器MC56F8346。本實(shí)用新型特點(diǎn)優(yōu)點(diǎn):一種逆變電源裝置，由完成功率開關(guān)的導(dǎo)通和關(guān)斷的主電路，控制開關(guān)管切換的數(shù)字芯片控制電路，驅(qū)動(dòng)功率開關(guān)管通斷的驅(qū)動(dòng)電路，采樣逆變電源的電壓，電流，工作溫度等參數(shù)的采樣電路，保護(hù)電路和輔助電路構(gòu)成。主電路:包括變換電路和逆變電路。其中變換電路主要包括MOSFET控制電路、高頻推挽電路、整流輸出電路。逆變電路主要包括IGBT控制電路、輸出濾波電路?？刂齐娐?按照要求產(chǎn)生和調(diào)節(jié)一系列的控制脈沖來控制逆變開關(guān)管的導(dǎo)通和關(guān)斷，從而配合逆變主電路的逆變功能的完成。以及接收采樣信號(hào)進(jìn)行系統(tǒng)保護(hù)。驅(qū)動(dòng)電路:包括IR2130驅(qū)動(dòng)4個(gè)IGBT功率管的通斷和SG3525A驅(qū)動(dòng)有兩個(gè)MOSFET管的輪流通斷。保護(hù)電路:包括輸入直流電壓采樣、直流母線電壓采樣、輸出電壓與輸出電流采樣、溫度檢測(cè)。優(yōu)點(diǎn):適應(yīng)輸出功率大的要求，轉(zhuǎn)換效率高。可以將再生能源發(fā)電產(chǎn)生的直流電能或者頻率變化的不穩(wěn)定交流電能轉(zhuǎn)換成額定頻率，相位，電壓幅值穩(wěn)定的交流電能，提供給用電設(shè)備使用或者接入市電電網(wǎng)系統(tǒng)。

圖1是逆變電源系統(tǒng)裝置系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意框圖。
具體實(shí)施方式
以下結(jié)合較佳實(shí)施例，對(duì)依據(jù)本實(shí)用新型提供的具體實(shí)施方式
詳述如下:如圖1所示:一種逆變電源系統(tǒng)裝置，逆變電源硬件系統(tǒng)有完成功率開關(guān)的導(dǎo)通和關(guān)斷的主電路，控制開關(guān)管切換的數(shù)字芯片控制電路，驅(qū)動(dòng)功率開關(guān)管通斷的驅(qū)動(dòng)電路，采樣逆變電源的電壓，電流，工作溫度等參數(shù)的采樣電路，保護(hù)電路和輔助電路；具體電路為:直流DC輸入連接推挽升壓DC-DC轉(zhuǎn)換電路和第一保護(hù)電路；推挽升壓DC-DC轉(zhuǎn)換電路連接全橋式DC-AC逆變電路，全橋式DC-AC逆變電路連接交流AC輸出電路；交流AC輸出電路連接第二保護(hù)電路，第一保護(hù)電路和第二保護(hù)電路分別連接DSP控制電路，DSP控制電路分別連接SG3525A驅(qū)動(dòng)電路和IR2130驅(qū)動(dòng)電路，SG3525A驅(qū)動(dòng)電路連接推挽升壓DC-DC轉(zhuǎn)換電路，IR2130驅(qū)動(dòng)電路連接全橋式DC-AC逆變電路。DSP控制電路控制核心采用數(shù)字信號(hào)處理器MC56F8346。本逆變電源系統(tǒng)裝置，逆變電源硬件系統(tǒng)由完成功率開關(guān)的導(dǎo)通和關(guān)斷的主電路，控制開關(guān)管切換的數(shù)字芯片控制電路，驅(qū)動(dòng)功率開關(guān)管通斷的驅(qū)動(dòng)電路，采樣逆變電源的電壓，電流，工作溫度等參數(shù)的采樣電路，保護(hù)電路和輔助電路構(gòu)成。主電路:通過MOSFET管的輪流通斷，直流輸入電壓轉(zhuǎn)化為方波電壓，再通過高頻推挽變壓器進(jìn)行升壓轉(zhuǎn)換后，可以得到高壓方波，通過快速恢復(fù)二極管組成全橋整流以及后續(xù)的濾波電路后得到350V高壓電能，然后送往后級(jí)的全橋式逆變，通過驅(qū)動(dòng)4個(gè)IGBT功率管的通斷進(jìn)行控制，輸出電壓經(jīng)過LC濾波器濾波后得到220V/50HZ的正弦電壓，從而完成逆變電源的電能轉(zhuǎn)化。控制電路:采用數(shù)字信號(hào)處理器(DSP) MC56F8346進(jìn)行全數(shù)字控制，采用盡可能簡(jiǎn)單的硬件電路，主要靠軟件完成各種控制功能。IGBT驅(qū)動(dòng):采用IR2130驅(qū)動(dòng)4個(gè)IGBT功率管的通斷進(jìn)行控制，從而完成逆變電源的電能轉(zhuǎn)化。MOSFET驅(qū)動(dòng):由SG3525A產(chǎn)生具有死區(qū)的兩路互補(bǔ)PWM脈沖通過圖騰柱來驅(qū)動(dòng)有兩個(gè)MOSFET管的輪流通斷。從而將直流輸入電壓轉(zhuǎn)化為方波電壓。保護(hù)電路:DSP控制芯片的AD轉(zhuǎn)換引腳通過對(duì)直流輸入電壓的采樣并分析，進(jìn)行輸入保護(hù)；通過溫度傳感器對(duì)逆變電源的溫度采樣，以進(jìn)行過溫保護(hù)措施；并通過采用直流母線的高電壓，輸出濾波電感電流瞬時(shí)值和輸出濾波電容電壓瞬時(shí)值以進(jìn)行雙閉環(huán)控制反饋控以對(duì)逆變電源輸出電壓波形進(jìn)行跟蹤控制，以保持逆變電源輸出電壓的高性能的同時(shí)，通過控制芯片實(shí)現(xiàn)對(duì)逆變電路進(jìn)行輸出的軟件保護(hù)。輔助電路:輔助電路設(shè)計(jì)主要為輔助電源的設(shè)計(jì)，輔助電源的功能是將逆變電源的初始輸入直流電壓變換成控制芯片或者其他電路所需要幅值大小的直流電壓。逆變電源系統(tǒng)控制電路主要任務(wù)是按照要求產(chǎn)生和調(diào)節(jié)一系列的控制脈沖來控制逆變開關(guān)管的導(dǎo)通和關(guān)斷，從而配合逆變主電路的逆變功能的完成。完成對(duì)傳感器測(cè)得的信號(hào)進(jìn)行處理、對(duì)電流控制以及完成各種保護(hù)功能等。本實(shí)用新型的控制電路采用數(shù)字信號(hào)處理器(DSP) MC56F8346進(jìn)行全數(shù)字控制，采用盡可能簡(jiǎn)單的硬件電路，主要靠軟件完成各種控制功能。一種逆變電源系統(tǒng)裝置，逆變電源硬件系統(tǒng)由完成功率開關(guān)的導(dǎo)通和關(guān)斷的主電路，控制開關(guān)管切換的數(shù)字芯片控制電路，驅(qū)動(dòng)功率開關(guān)管通斷的驅(qū)動(dòng)電路，采樣逆變電源的電壓，電流，工作溫度等參數(shù)的采樣電路，保護(hù)電路和輔助電路構(gòu)成。其特征是:通過改變一個(gè)電壓信號(hào)來調(diào)節(jié)脈沖，從而控制開關(guān)管的導(dǎo)通和關(guān)斷，從而完成逆變的功能。本逆變電源系統(tǒng)裝置，系統(tǒng)控制核心采用數(shù)字信號(hào)處理器MC56F8346，該DSP完成信號(hào)、電流的數(shù)字化檢測(cè)，系統(tǒng)的控制指令均由它發(fā)出。采用IR2130驅(qū)動(dòng)4個(gè)IGBT功率管的通斷進(jìn)行控制，從而完成逆變電源的電能轉(zhuǎn)化。通過控制PWM芯片SG3525A，由SG3525A驅(qū)動(dòng)有兩個(gè)MOSFET管的輪流通斷。從而將直流輸入電壓轉(zhuǎn)化為方波電壓，再通過高頻推挽變壓器進(jìn)行升壓轉(zhuǎn)換后，可以得到高壓方波，通過快速恢復(fù)二極管組成全橋整流以及后續(xù)的濾波電路后得到高壓電能送往后級(jí)的全橋式逆變系統(tǒng)對(duì)直流輸入電壓的采樣并分析，進(jìn)行輸入保護(hù)；通過溫度傳感器對(duì)逆變電源的溫度采樣，以進(jìn)行過溫保護(hù)措施通過控制芯片實(shí)現(xiàn)對(duì)逆變電路進(jìn)行輸出的軟件保護(hù)。以上所述，僅是本實(shí)用新型的較佳實(shí)施例而已，并非對(duì)本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)作任何形式上的限制。凡是依據(jù)本實(shí)用新型的技術(shù)實(shí)質(zhì)對(duì)以上實(shí)施例所作的任何簡(jiǎn)單修改、等同變化與修飾，均仍屬于本實(shí)用新型的技術(shù)方案的范圍內(nèi)。
權(quán)利要求1.一種逆變電源系統(tǒng)裝置，其特征是:逆變電源硬件系統(tǒng)有完成功率開關(guān)的導(dǎo)通和關(guān)斷的主電路，控制開關(guān)管切換的數(shù)字芯片控制電路，驅(qū)動(dòng)功率開關(guān)管通斷的驅(qū)動(dòng)電路，采樣逆變電源的電壓，電流工作溫度參數(shù)的采樣電路，保護(hù)電路和輔助電路；具體電路為:直流DC輸入連接推挽升壓DC-DC轉(zhuǎn)換電路和第一保護(hù)電路；推挽升壓DC-DC轉(zhuǎn)換電路連接全橋式DC-AC逆變電路，全橋式DC-AC逆變電路連接交流AC輸出電路；交流AC輸出電路連接第二保護(hù)電路，第一保護(hù)電路和第二保護(hù)電路分別連接DSP控制電路，DSP控制電路分別連接SG3525A驅(qū)動(dòng)電路和IR2130驅(qū)動(dòng)電路，SG3525A驅(qū)動(dòng)電路連接推挽升壓DC-DC轉(zhuǎn)換電路，IR2130驅(qū)動(dòng)電路連接全橋式DC-AC逆變電路。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的逆變電源系統(tǒng)，其特征是:DSP控制電路控制核心采用數(shù)字信號(hào)處理器MC56F8346。
專利摘要一種逆變電源系統(tǒng)裝置，逆變電源硬件系統(tǒng)有完成功率開關(guān)的導(dǎo)通和關(guān)斷的主電路，控制開關(guān)管切換的數(shù)字芯片控制電路，驅(qū)動(dòng)功率開關(guān)管通斷的驅(qū)動(dòng)電路，采樣逆變電源的電壓，電流，工作溫度等參數(shù)的采樣電路，保護(hù)電路和輔助電路；通過改變一個(gè)電壓信號(hào)來調(diào)節(jié)脈沖，從而控制開關(guān)管的導(dǎo)通和關(guān)斷，從而完成逆變的功能。其優(yōu)點(diǎn)適應(yīng)輸出功率大的要求，轉(zhuǎn)換效率高。可以將再生能源發(fā)電產(chǎn)生的直流電能或者頻率變化的不穩(wěn)定交流電能轉(zhuǎn)換成額定頻率，相位，電壓幅值穩(wěn)定的交流電能，提供給用電設(shè)備使用或者接入市電電網(wǎng)系統(tǒng)。
文檔編號(hào)H02M7/537GK202931222SQ201220226008
公開日2013年5月8日 申請(qǐng)日期2012年5月17日 優(yōu)先權(quán)日2012年5月17日
發(fā)明者田靜, 唐鐵軍, 李鶴亭 申請(qǐng)人:天津市拓樸方得科技有限公司