一種工頻逆變器電路的制作方法
【專(zhuān)利摘要】本實(shí)用新型提供了一種工頻逆變器電路，包括MCU控制器、蓄電池、輸入電壓采樣電路、直流母線開(kāi)關(guān)電流波形校正電路、工頻隔離變壓器、開(kāi)關(guān)MOS管電路、輸出電壓采樣電路和輸出負(fù)載反饋電路，所述蓄電池由直流輸入端接入，經(jīng)所述輸入電壓采樣電路依次連接直流母線開(kāi)關(guān)電流波形校正電路、工頻隔離變壓器、開(kāi)關(guān)MOS管電路、輸出電壓采樣電路和輸出負(fù)載反饋電路。本實(shí)用新型在工頻逆變電路使用中，能在DC-AC能量轉(zhuǎn)換的過(guò)程中將逆變器自身?yè)p耗降至最低，3kW以下功率段逆變器效率達(dá)92%。
【專(zhuān)利說(shuō)明】—種工頻逆變器電路【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及電源【技術(shù)領(lǐng)域】，具體地涉及一種用于提高工頻逆變器逆變轉(zhuǎn)換效率的電路裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]工頻逆變器電源裝置，目前已廣泛應(yīng)用于各種供電場(chǎng)合。由于其在負(fù)載兼容性方面遠(yuǎn)遠(yuǎn)優(yōu)于高頻逆變器，故使得其在負(fù)載兼容性方面非常優(yōu)秀。包括計(jì)算機(jī)設(shè)備、家電設(shè)備、照明場(chǎng)所以及各種工業(yè)用電場(chǎng)所?，F(xiàn)今隨著新能源行業(yè)的快速發(fā)展，太陽(yáng)能充電控制器與工頻逆變器相結(jié)合，在離網(wǎng)型光伏系統(tǒng)應(yīng)用非常廣泛。
[0003]目前市場(chǎng)上所存在的工頻逆變器普遍存在逆變效率較低，遠(yuǎn)低于轉(zhuǎn)換效率在90%以上的高頻逆變器。由于工頻逆變器采用隔離型磁芯材料設(shè)計(jì)，使得直流能量在進(jìn)行交流能量轉(zhuǎn)換的過(guò)程中在磁芯上產(chǎn)生了較大的損耗，而高頻逆變器較好的解決了這個(gè)問(wèn)題，在進(jìn)行交直流能量轉(zhuǎn)換的過(guò)程中自身?yè)p耗較小，整體逆變效率較高。
[0004]故目前的工頻逆變器仍有如下缺點(diǎn):1、逆變效率低，整機(jī)平均效率只有80% ;2、變壓器空載電流大，在待機(jī)狀態(tài)下，造成了電池能量的浪費(fèi)；3、MOS管結(jié)溫較高，需要大面積的鋁型材散熱器進(jìn)行散熱；4、整機(jī)發(fā)熱量大，需要較大的風(fēng)扇進(jìn)行強(qiáng)制風(fēng)冷。
實(shí)用新型內(nèi)容
[0005]本實(shí)用新型的目的在于提供一種新型的用于提高工頻逆變器逆變轉(zhuǎn)換效率的電路的裝置。它克服了上述工頻逆變器普遍存在的缺點(diǎn)。
[0006]于是，本實(shí)用新型提供了以下技術(shù)方案:一種工頻逆變器電路，包括MCU控制器、蓄電池、輸入電壓采樣電路、直流 母線開(kāi)關(guān)電流波形校正電路、工頻隔離變壓器、開(kāi)關(guān)MOS管電路、輸出電壓采樣電路和輸出負(fù)載反饋電路，所述蓄電池由直流輸入端接入，經(jīng)所述輸入電壓采樣電路依次連接直流母線開(kāi)關(guān)電流波形校正電路、工頻隔離變壓器、開(kāi)關(guān)MOS管電路、輸出電壓采樣電路和輸出負(fù)載反饋電路。
[0007]具體地，所述輸入電壓采樣電路由分壓電阻采樣后經(jīng)二極管鉗位，送到所述MCU控制器的A/D采樣口。
[0008]具體地，所述直流母線開(kāi)關(guān)電流波形校正電路為非晶磁芯材料繞制的電感器。
[0009]具體地，所述工頻隔離變壓器為環(huán)形繞制磁芯的變壓器。
[0010]本實(shí)用新型在工頻逆變電路使用中，能在DC-AC能量轉(zhuǎn)換的過(guò)程中將逆變器自身?yè)p耗降至最低，3kW以下功率段逆變器效率達(dá)92%。相比于現(xiàn)有技術(shù)具有如下特點(diǎn):
[0011]1.結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、成本低、實(shí)用性強(qiáng)、穩(wěn)定性強(qiáng)，在3kW以下功率段的工頻逆變器效果非常明顯。
[0012]2.在3kW以下功率段逆變器效率達(dá)92%，能夠有效減小鋁型材散熱器體積。
【專(zhuān)利附圖】

【附圖說(shuō)明】[0013]圖1為實(shí)施例工頻逆變器電路的電路圖。
【具體實(shí)施方式】
[0014]下面，結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型進(jìn)行詳細(xì)描述。
[0015]如圖1所示是本具體實(shí)施例工頻逆變器電路的電路圖，包括MCU控制器(圖中未示出)、蓄電池、輸入電壓采樣電路1、直流母線開(kāi)關(guān)電流校正電路2、工頻隔離變壓器3、開(kāi)關(guān)MOS管電路4、輸出電壓米樣電路5和輸出負(fù)載反饋電路6。
[0016]其中蓄電池由直流輸入端接入，經(jīng)輸入電壓采樣電路I后檢測(cè)信號(hào)送至MCU控制器，當(dāng)直流電壓檢測(cè)正常，MCU控制器送出SPWM信號(hào)，此構(gòu)成輸入電壓采樣電路回路。
[0017]直流母線開(kāi)關(guān)電流校正電路2是在工頻變壓器原邊側(cè)與上半橋兩個(gè)橋臂的中點(diǎn)串接一個(gè)由非晶磁芯材料設(shè)計(jì)的電感器。通過(guò)電流波形測(cè)試，開(kāi)關(guān)頻率在20kHz狀態(tài)下，通過(guò)調(diào)節(jié)電感器感量能夠有效校正直流母線端開(kāi)關(guān)電流波形，使其保持諧波成分較小，波形畸變較小的正弦電流波形。
[0018]工頻隔離變壓器3原副邊分別引出兩根接頭，原副邊匝比分別為16V:230V，磁芯功率為1000W。原邊16V端連接于上半橋的兩個(gè)橋臂中點(diǎn)，原邊OV端連接于下半橋的兩個(gè)橋臂中點(diǎn)。副邊與交流濾波電容連接，輸出220VAC交流電源。
[0019]開(kāi)關(guān)MOS管電路4為全橋架構(gòu)MOS管電路，由四組開(kāi)關(guān)管輪流工作于正弦波的各個(gè)波段，它共有四個(gè)橋臂，對(duì)角線上兩對(duì)橋臂交替導(dǎo)通，同一橋臂上的兩個(gè)開(kāi)關(guān)管互補(bǔ)導(dǎo)通，開(kāi)關(guān)管由驅(qū)動(dòng)脈沖控制，通過(guò)PWM脈寬調(diào)制對(duì)輸出電壓和電流進(jìn)行控制，以達(dá)到調(diào)節(jié)功率輸出的目的。輸出電壓經(jīng)檢測(cè)放大后送至MCU的A/D采樣口，完成逆變電壓反饋。
[0020]輸出負(fù)載檢測(cè)電路6是在交流逆變的輸出端串接一個(gè)交流互感器，當(dāng)通過(guò)一定的交流電流時(shí)，在互感器輸出端產(chǎn)生等比例的感應(yīng)電流經(jīng)負(fù)載電阻后產(chǎn)生壓降，經(jīng)進(jìn)一步放大后送至MCU的A/D采樣口，完成輸出電流反饋。
[0021]本實(shí)施例電路的具體工作過(guò)程:
[0022]當(dāng)直流輸入端正常連接蓄電池后，通過(guò)輸入直流電壓反饋電路I檢測(cè)電池電壓正常后，MCU控制器依次送出兩路高頻SPWM驅(qū)動(dòng)和兩路低頻方波驅(qū)動(dòng)。MOS管Ql和Q4組成對(duì)管，MOS管Q2和Q3組成對(duì)管形成全橋開(kāi)關(guān)。此時(shí)直流母線端開(kāi)關(guān)電流通過(guò)Ql后經(jīng)過(guò)非晶磁環(huán)電感器LI進(jìn)行電流波形校正，此時(shí)開(kāi)關(guān)電流波形經(jīng)校正后為正弦波形，同時(shí)高次諧波成分較低，工頻隔離變壓器3磁芯損耗降低。在工頻變壓器二次側(cè)經(jīng)電容濾波后輸出純正弦波，經(jīng)由輸出電壓反饋電路5送至MCU控制器。同時(shí)加載后的輸出電流經(jīng)由交流互感器采樣將輸出電流反饋至MCU控制器，此時(shí)完成由DC-AC能量的轉(zhuǎn)換。
[0023]本實(shí)施例的電路結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、穩(wěn)定性好、實(shí)用性強(qiáng)，可以廣泛運(yùn)用于各種工頻逆變器電路中，在提高逆變效率的同時(shí)，能夠減小在同等負(fù)載條件下蓄電池的放電電流，延長(zhǎng)蓄電池的使用壽命。
[0024]以上所述僅為本實(shí)用新型的較佳實(shí)施例而已，并不用以限制本實(shí)用新型，凡在本實(shí)用新型的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本實(shí)用新型的保護(hù)范圍之內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種工頻逆變器電路，其特征在于，包括MCU控制器、蓄電池、輸入電壓采樣電路、直流母線開(kāi)關(guān)電流波形校正電路、工頻隔離變壓器、開(kāi)關(guān)MOS管電路、輸出電壓采樣電路和輸出負(fù)載反饋電路，所述蓄電池由直流輸入端接入，經(jīng)所述輸入電壓采樣電路依次連接直流母線開(kāi)關(guān)電流波形校正電路、工頻隔離變壓器、開(kāi)關(guān)MOS管電路、輸出電壓采樣電路和輸出負(fù)載反饋電路。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的工頻逆變器電路，其特征在于:所述輸入電壓采樣電路由分壓電阻采樣后經(jīng)二極管鉗位，送到所述MCU控制器的A/D采樣口。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的工頻逆變器電路，其特征在于:所述直流母線開(kāi)關(guān)電流波形校正電路為非晶磁芯材料繞制的電感器。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的工頻逆變器電路，其特征在于:所述工頻隔離變壓器為環(huán)形繞制磁芯的變壓器。
【文檔編號(hào)】H02M7/537GK203554324SQ201320615248
【公開(kāi)日】2014年4月16日 申請(qǐng)日期:2013年9月30日 優(yōu)先權(quán)日:2013年9月30日
【發(fā)明者】熊蕓, 覃光藝 申請(qǐng)人:深圳市金三科電子有限公司