专利名称：基于dsp移相全桥的逆变装置的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及逆变器，具体是一种基于DSP移相全桥的逆变装置。
背景技术：
逆变器是一种把直流电转变为交流电的装置，在很多领域都有着重要的应用。逆变器在太阳能、风能等可再生能源利用中起着至关重要的作用。在UPS(不间断电源)和EPS(应急电源)中，逆变器也是重要组成部分。此外，在无功补偿、有源电力滤波等领域，逆变也是关键技术之一。传统逆变器采用“低压DC/工频低压AC/工频AC”或“DC/AC/DC/AC”结构，低压DC/工频低压AC/工频AC结构的逆变器工作频率低，需要体积庞大的工频变压器和滤波电 感，设备笨重，效率低下；由于低频下多采用梯形波近似正弦波，谐波分量大，嗓声大，性能不可靠。DC/AC/DC/AC虽然也采用了高频链技术，但能量流动级较多，系统复杂。采用DSP等高速处理器，为逆变高频化的实现创造了条件。DSP具有强大的硬件和高速的指令速度，可以大大降低系统硬件结构的复杂度，从而提高系统的可靠性；控制灵活，可以使用多种基于计算机技术的高级控制算法。由DSP同步控制的周波变换器可以很容易将高频SPWM转变为工频交SPWM，相对于传统逆变器DC/AC/DC/AC的拓扑结构，减少了一级能量流动，提高了元件利用率和逆变效率。实用新型内容本实用新型旨在解决传统逆变器存在的上述问题，而提供一种采用DC/AC/AC三级拓扑结构并全数字化控制的基于DSP移相全桥的逆变器。本实用新型解决所述问题采用的技术方案是一种基于DSP移相全桥的逆变装置，包括逆变桥、周波变换器、LC滤波器，它还包括高频变压器和DSP处理器，所述DSP处理器其A/D输入接口通过电压/电流反馈电路与LC滤波器的输出端连接，其PWM输出接口分别通过开关管驱动电路与逆变桥和周波变换器连接。更进一步所述DSP处理器芯片是MC56F8346，该芯片完成所有信号采集、运算、控制算法实现、移相SPWM产生。所述开关管驱动电路由四个IR2110芯片组成，分为两组，分别驱动逆变桥和周波
变换器。所述电压/电流反馈电路采用霍尔元件CLSM-10MA实现，将电压/电流信号线性转换为小电流信号，经过处理后，得到0-5V的电压信号，供AD采样。本实用新型采用了 DC/AC/AC三级拓扑结构，由逆变桥、高频变压器、周波变换器和滤波器组成功率主电路，比传统逆变结构减少了一级能量传输；采用了高频变压器，省去了笨重的工频变压器；控制电路由DSP系统、开关管驱动电路和电压/电流反馈电路组成，实现了逆变器的数字化。与现有技术相比，本实用新型的有益效果是降低了硬件的复杂度，提升了硬件系统的可靠性。可以实现功率的双向流动，适合多种负载形式，并减小了逆变器的体积。数字控制系统灵活，精度高。采用移相SPWM技术，控制信号直接由DSP合成，实现零电压开关，开关损耗小，开关效率高，输出正弦波品质较好。
图I为本实用新型实施例系统结构示意图。图2为本实用新型的功率主电路示意图。
具体实施方式
以下结合较佳实施例，对本实用新型作进一步说明。参见图I、图2，一种基于DSP移相全桥的逆变装置，由逆变桥、高频变压器、周波变 换器、LC滤波器和DSP处理器组成，DSP处理器芯片是MC56F8346，MC56F8346的A/D输入接口通过电压/电流反馈电路与LC滤波器的输出端连接，MC56F8346的PWM输出接口分别通过开关管驱动电路与逆变桥和周波变换器连接。逆变桥、高频变压器、周波变换器和LC滤波器组成功率主电路，DSP处理器、开关管驱动电路和电压/电流反馈电路组成控制系统。DSP处理器芯片MC56F8346是整个数字控制系统的核心，DSP控制系统负责所有电流、电压的采集和运算、移相SPWM的产生以及人机接口的实现。具体是逆变桥接收DSP发出的移相SPWM信号，通过桥臂的开关，将低压直流电转变为高频SPWM交流电(SPWM低压功率信号)。高频变压器将逆变桥产生的SPWM波形电压升压，转变成高压SPWM信号，以满足周波变换器的工作要求。周波变换器将高频变压器产生的SPWM波形交流电转变为工频SPWM波形电压，即工频交流电。LC滤波器滤除工频SPWM电压中的高频成份，得到工频正弦交流电，为负载供电。本实施例中，所述开关管驱动电路由IR2110及其外围电路组成，该芯片是MOSFET专用的驱动芯片，每个芯片可以为两路信号提供驱动，尤其适合对全桥电路进行驱动。本实施例中，所述电压/电流反馈电路采用霍尔元件CLSM-10MA。CLSM-10MA可以检测频率为O-IOOkHz的信号，具有很高的线性度和抗干扰能力，满足逆变系统的需要。转换得到的电流信号滤波后，经过由运算放大器组成的调整电路，得到0-5V的电压信号，送入DSP采样通道。以上所述，仅是本实用新型的较佳实施例而已，并非对本实用新型的结构作任何形式上的限制。凡是依据本实用新型的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本实用新型的技术方案的范围内。
权利要求1.一种基于DSP移相全桥的逆变装置，包括逆变桥、周波变换器、LC滤波器，其特征在于，它还包括高频变压器和DSP处理器，所述DSP处理器其A/D输入接口通过电压/电流反馈电路与LC滤波器的输出端连接，其PWM输出接口分别通过开关管驱动电路与逆变桥和周波变换器连接。
2.根据权利要求I所述的基于DSP移相全桥的逆变装置，其特征在于，所述DSP处理器芯片是MC56F8346，该芯片完成所有信号采集、运算、控制算法实现、移相SPWM产生。
3.根据权利要求I所述的基于DSP移相全桥的逆变装置，其特征在于，所述开关管驱动电路由四个IR2110芯片组成，分为两组，分别驱动逆变桥和周波变换器。
4.根据权利要求I所述的基于DSP移相全桥的逆变装置，其特征在于，所述电压/电流反馈电路采用霍尔元件CLSM-10MA实现。
专利摘要本实用新型涉及逆变器，具体是一种基于DSP移相全桥的逆变装置。包括逆变桥、周波变换器、LC滤波器，它还包括高频变压器和DSP处理器，所述DSP处理器其A/D输入接口通过电压/电流反馈电路与LC滤波器的输出端连接，其PWM输出接口分别通过开关管驱动电路与逆变桥和周波变换器连接。本实用新型采用DC/AC/AC三级拓扑结构，由逆变桥、高频变压器、周波变换器和滤波器组成功率主电路，比传统逆变结构减少了一级能量传输；采用高频变压器，省去了笨重的工频变压器；控制电路采用DSP系统，实现了逆变器的数字化，系统控制灵活，精度高，控制信号直接由DSP合成，实现零电压开关，开关损耗小，效率高，输出正弦波品质较好。
文档编号H02M7/5387GK202565194SQ201220159119
公开日2012年11月28日 申请日期2012年4月16日 优先权日2012年4月16日
发明者熊希森, 张彪, 李国洪, 王海鹤, 王沛昕, 李鹏 申请人:唐山电动车研发与检测有限公司