一種數(shù)字控制穩(wěn)壓逆變器的制造方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種數(shù)字化穩(wěn)壓逆變器，具體為一種功率因數(shù)高、輸出電壓精確的數(shù)字控制穩(wěn)壓逆變器。其包括有源PFC功率因數(shù)校正電路、全橋逆變電路和數(shù)字化控制系統(tǒng)。逆變器由有源功率因數(shù)校正電路和全橋逆變電路構(gòu)成主電路；數(shù)字控制系統(tǒng)采用數(shù)字信號控制器dsPIC30F3011作為核心控制單元，通過全橋逆變電路的驅(qū)動系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)全數(shù)字化PWM脈寬調(diào)制，對輸出電壓外環(huán)和電流內(nèi)環(huán)雙環(huán)控制；人機(jī)交互系統(tǒng)對輸出電壓實(shí)時顯示，同時嚴(yán)密的過流、過/欠壓和過熱保護(hù)電路有效保證逆變器的可靠工作；此外，還包括電流、電壓采樣電路，分別通過連接輔助電路和信號調(diào)理電路向數(shù)字信號控制器傳遞信號，結(jié)合驅(qū)動電路對主電路系統(tǒng)進(jìn)行調(diào)節(jié)控制。
【專利說明】一種數(shù)字控制穩(wěn)壓逆變器

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及電力電子【技術(shù)領(lǐng)域】，具體為一種數(shù)字控制穩(wěn)壓逆變器。
技術(shù)背景
[0002]穩(wěn)壓器是一種能自動調(diào)整輸出電壓的供電電路或供電設(shè)備，其作用是將波動較大或達(dá)不到電器設(shè)備運(yùn)行要求的電壓穩(wěn)定在它的設(shè)定值范圍內(nèi)，使各種電路或電器設(shè)備能在額定工作電壓下正常工作。傳統(tǒng)的穩(wěn)壓器，主要以自耦變壓器為主，笨重、體積大、動態(tài)響應(yīng)速度慢，輕者也有數(shù)十公斤，重的則達(dá)數(shù)百公斤，家庭運(yùn)用時噪聲大、效率低、占地面積大，并且在移動作業(yè)時給操作人員帶來極大的不便。
[0003]隨著電力電子、數(shù)字化控制技術(shù)的發(fā)展，數(shù)字化逆變電源開始出現(xiàn)，為數(shù)字化穩(wěn)壓逆變器走向市場化和工業(yè)化提供了技術(shù)支撐。數(shù)字控制穩(wěn)壓逆變器以體積小、效率高、控制精度高等優(yōu)勢將成為穩(wěn)壓電源發(fā)展的主流方向。目前問世的數(shù)字控制穩(wěn)壓逆變器多以不間斷電源UPS為主，在此背景下，本發(fā)明提出了一種以數(shù)字信號控制器dsPIC30F3011為核心并實(shí)現(xiàn)雙環(huán)控制的數(shù)字控制穩(wěn)壓逆變器。其核心是采用有源PFC功率因數(shù)校正技術(shù)，逆變器效率可達(dá)95 %，在家用電器及精度要求高的領(lǐng)域具有獨(dú)特的優(yōu)勢，其次是采用輸出電壓外環(huán)控制和電感電流內(nèi)環(huán)控制，輸出電壓理想，具有較好的應(yīng)用價值。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明為了解決以上所述現(xiàn)有技術(shù)中存在的問題，提供一種數(shù)字控制、工作效率高、動態(tài)響應(yīng)速度快的一種數(shù)字控制穩(wěn)壓逆變器。
[0005]本發(fā)明一種數(shù)字控制穩(wěn)壓逆變器，包括依次連接的主電路1，數(shù)字控制電路3和LED顯示電路2，主電路1包括市電輸入、整流濾波、有源PFC功率因數(shù)校正、全橋逆變、LC濾波和穩(wěn)定輸出等，其特征在于，包括全橋逆變電路(104)，主電路1中，市電101通過整流濾波電路102整形后變?yōu)槊}動直流電，經(jīng)過有源PFC功率因數(shù)校正電路103后將直流脈動電壓升壓至400V平穩(wěn)直流電，由全橋逆變電路104變?yōu)楦哳l交流電，最后通過LC濾波電路105將高頻交流電整形成正弦波電壓。
[0006]所述的LED顯示電路2與數(shù)字信號控制器305的I/O 口連接，用于實(shí)時顯示輸出電壓并進(jìn)行故障代碼閃屏警告。
[0007]所述的數(shù)字信號控制電路3以數(shù)字信號控制器305為核心，包括報警電路301，給定電路302，調(diào)理電路303，光耦隔離電路304，數(shù)字信號控制器305，開關(guān)量電路306，調(diào)理電路307，采樣電路308，驅(qū)動電路309，所述的給定電路302、調(diào)理電路303，用于設(shè)定200V?220V可調(diào)電壓的模擬參考信號；采樣電路308、調(diào)理電路307用于輸出電壓和輸出電流采用，完后反饋到數(shù)字信號控制器305并計(jì)算控制偏差，通過驅(qū)動電路309進(jìn)行數(shù)字化PWM脈寬調(diào)制；驅(qū)動電路309以IR2113為核心控制全橋逆變電路；數(shù)字信號控制電路3還包括報警電路301、光耦隔離電路304，實(shí)時監(jiān)測逆變器工作狀態(tài)，對過/欠壓、過流、過熱故障進(jìn)行保護(hù)，并把故障信號傳遞到數(shù)字信號控制器305的AN 口由LED顯示電路2進(jìn)行錯誤代碼顯示。所述開關(guān)量電路306用于繼電器控制。
[0008]進(jìn)一步，所述驅(qū)動電路309由數(shù)字信號控制器305的PWM1L?PWM2H進(jìn)行全數(shù)字化控制。
[0009]進(jìn)一步，所述的RS-232C串行接口電路313與數(shù)字信號控制器305的異步通訊接口 UART2連接，通過PC機(jī)在線調(diào)試。
[0010]更進(jìn)一步，數(shù)字控制電路3還包括震蕩電路310，與數(shù)字信號控制器305的復(fù)位端口 MCLR連接的復(fù)位電路311，模擬參考電壓電路312.
[0011]采用本發(fā)明所述的技術(shù)方案，對比現(xiàn)有技術(shù)，其有益效果如下。
[0012]1、采用有源PFC功率因數(shù)校正技術(shù)，當(dāng)網(wǎng)壓不穩(wěn)時，可以將150V?250V不穩(wěn)定市電升壓至穩(wěn)定400V，并實(shí)現(xiàn)有功功率補(bǔ)償，逆變器輸出200V?220V可調(diào)工頻電壓，直流母線電壓穩(wěn)定可靠，高效節(jié)能。
[0013]2以數(shù)字信號控制器305為核心配合IR2113驅(qū)動電路實(shí)現(xiàn)全數(shù)字化PWM脈寬調(diào)制，精度高、動態(tài)響應(yīng)速度快、輸出電壓穩(wěn)定可調(diào)。
[0014]3運(yùn)用于家用電器及對輸出電壓要求高的場合，本逆變器體積小、便于移動、噪聲小。
[0015]4完善的故障檢測系統(tǒng)有效保證逆變器的可靠運(yùn)行并可以對過/欠壓、過流、過熱等故障代碼顯示。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0016]圖1為本發(fā)明實(shí)例中所述的結(jié)構(gòu)原理框圖。
[0017]圖2為本發(fā)明實(shí)例中所述的數(shù)字控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)原理框圖。
[0018]圖中:主電路1，LED顯示電路2，數(shù)字控制電路3，市電輸入101，整流濾波電路102，有源PFC電路103，全橋逆變電路104，LC濾波電路105，輸出電路106，報警電路301，給定電路302，調(diào)理電路303，光耦隔離電路304，數(shù)字信號控制器305，開關(guān)量電路306，調(diào)理電路307，采樣電路308，驅(qū)動電路309，震蕩電路310，復(fù)位電路311，參考電壓電路312，串行接口電路313，PWM控制時序輸出端口(PWM1L?PWM2H)，模擬信號端口(AN)，晶振輸入端口(0SC1)，晶振輸出端口(0SC2)，復(fù)位輸入端口(MCLR)，模擬參考電壓輸入端口(VREF+)，輸入輸出端口(I/O)。

【具體實(shí)施方式】
[0019]以下結(jié)合具體的實(shí)施方式，對本發(fā)明做進(jìn)一步的描述、解釋和說明。
[0020]本發(fā)明數(shù)字控制穩(wěn)壓逆變器，如圖1所示，其包括依次連接的主電路1，LED顯示電路2和數(shù)字控制電路3，主要包括全橋逆變電路104，主電路1中，市電101通過整流濾波電路102整形后變?yōu)槊}動直流電，經(jīng)過有源PFC功率因數(shù)校正電路103后將直流脈動電壓升壓至400V平穩(wěn)直流電，由全橋逆變電路104變?yōu)楦哳l交流電，最后通過LC濾波電路105將高頻交流電整形成工頻正弦波電壓。
[0021]數(shù)字控制電路3以數(shù)字信號控制器305為核心，包括給定電路302，用于設(shè)定輸出電壓，經(jīng)調(diào)理電路303將0?2.5V模擬信號輸入數(shù)字信號控制器；米樣電路308用于對輸出電壓和輸出電流采用，通過調(diào)理電路307處理后輸入到數(shù)字信號控制器的AN 口，結(jié)合給定信號計(jì)算控制偏差，通過驅(qū)動電路309進(jìn)行數(shù)字化PWM脈寬調(diào)制；數(shù)字控制電路3還包括報警電路301、實(shí)時監(jiān)測逆變器工作狀態(tài)，對過/欠壓、過流、過熱等故障進(jìn)行保護(hù)并由LED顯示電路2顯示錯誤代碼。穩(wěn)壓逆變器采用數(shù)字化控制技術(shù)，實(shí)現(xiàn)輸出電壓和輸出電流雙閉環(huán)控制，產(chǎn)品的穩(wěn)定性高、對于非線性負(fù)載動態(tài)響應(yīng)速度快，通過有源功率因數(shù)校正技術(shù)減少了無功損耗，提高了功率因數(shù)。
[0022]其中，如圖2所示，數(shù)字信號控制器305，振蕩電路310，復(fù)位電路311構(gòu)成單片機(jī)最小系統(tǒng)，模擬參考電壓電路312用于提供模擬參考電壓，RS-232C串行接口電路313與數(shù)字信號控制器305的異步通訊接口 UART2連接，通過PC機(jī)在線調(diào)試。
[0023]本發(fā)明的實(shí)施方式是參考附圖中圖1和圖2所示的優(yōu)選的結(jié)構(gòu)，進(jìn)行的描述和說明，并不是對本發(fā)明的限制，在本發(fā)明權(quán)利要求的范圍內(nèi)進(jìn)行的任何修改和變換都屬于本發(fā)明的保護(hù)范圍。
【權(quán)利要求】
1.一種數(shù)字控制穩(wěn)壓逆變器，包括主電路(I)，LED顯示電路(2)和數(shù)字控制電路(3)，其特征在于:包括依次連接的主電路(1)，LED顯示電路(2)和數(shù)字控制電路(3)，包括全橋逆變電路(104)，主電路(I)中，市電(101)通過整流濾波電路(102)整形后變?yōu)槊}動直流電，經(jīng)過有源PFC功率因數(shù)校正電路(103)后將直流脈動電壓升壓至400V平穩(wěn)直流電，由全橋逆變電路(104)變?yōu)楦哳l交流電，最后通過LC濾波電路(105)將高頻交流電整形成正弦波電壓。
2.如權(quán)利要求1所述的數(shù)字控制穩(wěn)壓逆變器，其特征在于數(shù)字控制電路(3)還包括振蕩電路(310)，與數(shù)字信號控制器(305)的復(fù)位端口 MCLR連接的復(fù)位電路(311)，模擬參考電壓電路(312)。
3.如權(quán)利要求1所述的數(shù)字控制穩(wěn)壓逆變器，其特征在于所述的主電路(I)還包括市電輸入(101)，整流濾波電路(102)，有源PFC電路(103)，全橋逆變電路(104)，LC濾波電路(105)。
4.如權(quán)利要求1所述的數(shù)字控制穩(wěn)壓逆變器，其特征在于所述的LED顯示電路(2)與數(shù)字信號控制器(305)的RFO?RF6 口連接。
【文檔編號】H02J3/18GK204089630SQ201420284686
【公開日】2015年1月7日 申請日期:2014年5月29日 優(yōu)先權(quán)日:2014年5月29日
【發(fā)明者】尚天德, 滿春水, 李承文, 時瑞, 苗志飛, 王志愿 申請人:甘肅西柴動力機(jī)電制造有限公司