一种全数字式逆变器的制造方法
【专利摘要】本实用新型涉及一种全数字式逆变器。现有的逆变器大多数都是由专用芯片构成的纯模拟系统。本实用新型包括辅助开关电源模块、嵌入式微处理器，信号反馈检测电路、功率管驱动电路，升压功率电路，全桥逆变电路。所述的辅助开关电源模块给嵌入式微处理器、信号反馈检测电路、功率管驱动电路供电。嵌入式微处理器通过信号反馈检测电路检测升压功率电路的输出电压，使用数字PID控制方法给出两路相位差为180°的PWM驱动信号，动态调节升压功率电路的输出电压在350V。嵌入式微处理器通过信号反馈检测电路检测全桥逆变电路输出的逆变电压信号，使用数字PID控制方法和SPWM算法动态调整输出电压频率和幅度，驱动全桥逆变电路输出220Vrms/50Hz的正弦波电源。
【专利说明】一种全数字式逆变器
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及一种全数字式逆变器，具体涉及一种数字式控制系统。
【背景技术】
[0002]现有的逆变器系统，大多数都是由专用芯片构成、外围辅助电路复杂的纯模拟或者再外加部分数字电路所构成的系统，可维护性差，升级困难。采用由嵌入式处理器为控制核心的全数字式逆变器，控制方法先进，系统结构可靠，外延功能拓展灵活，可以很大程度上弥补传统方法的不足。
【发明内容】
[0003]本实用新型目的在于针对现有技术的不足，提出一种全数字式逆变器。
[0004]本实用新型一种全数字式逆变器包括辅助开关电源模块、嵌入式微处理器、信号反馈检测电路、功率管驱动电路、升压功率电路、全桥逆变电路。
[0005]辅助开关电源模块与全数字式逆变器的直流电源输入接口相连；辅助开关电源模块分别给嵌入式微处理器、信号反馈检测电路和功率管驱动电路供电，信号反馈检测电路的反馈信号输出端与嵌入式微处理器的ADC端相连；嵌入式微处理器的PWM信号输出端与功率管驱动电路的PWM信号输入端相连；功率管驱动电路的升压脉冲信号输出端与升压功率电路的升压脉冲信号输入端连接，SPWM信号输出端与全桥逆变电路的SPWM信号输入端相连，信号反馈检测电路的输入端分别与升压功率电路和全桥逆变电路的反馈信号输出端相连。升压功率电路的低压输入端与直流电源输入接口连接，升压功率电路高压输出端与全桥逆变电路的电源输入端连接。
[0006]所述的功率管驱动部分内有六个光耦隔离驱动电路。
[0007]所述的升压功率电路部分内有四个功率开关管。
[0008]所述的全桥逆变电路部分内有四个功率开关管。
[0009]本实用新型的有益效果是:本实用新型可以产生频率精度在99.98%以上、幅度精度为97.7%以上的50Hz正弦波电源，额定负载为6Kw。本实用新型克服了传统逆变器外围电路复杂，随着时间系统参数发生变化导致性能发生变化的缺点。本实用新型极大地简化了系统电路，提高了系统的可靠性，可以方便地拓展得到其他功能，而且该结构的逆变器系统稍加修改就能广泛适用于光伏逆变供电系统、船舶蓄电池逆变供电系统等各种场合中。
【专利附图】
【附图说明】
[0010]图1为本实用新型的电路原理框图。
【具体实施方式】
[0011]如图1所示，本实用新型一种全数字式逆变器包括辅助开关电源模块4、嵌入式微处理器5、信号反馈检测电路7、功率管驱动电路6、升压功率电路2、全桥逆变电路I。[0012]辅助开关电源模块4与全数字式逆变器的直流电源输入接口 3相连；辅助开关电源模块4分别给嵌入式微处理器5、信号反馈检测电路7和功率管驱动电路6供电，信号反馈检测电路7的反馈信号输出端与嵌入式微处理器5的ADC端相连；嵌入式微处理器5的PWM信号输出端与功率管驱动电路6的PWM信号输入端相连；功率管驱动电路6的升压脉冲信号输出端与升压功率电路2的升压脉冲信号输入端连接，SPWM信号输出端与全桥逆变电路I的SPWM信号输入端相连，信号反馈检测电路7的输入端分别与升压功率电路2和全桥逆变电路I的反馈信号输出端相连。升压功率电路2的低压输入端与直流电源输入接口3连接，升压功率电路2高压输出端与全桥逆变电路I的电源输入端连接。
[0013]所述的功率管驱动电路内有六个光耦隔离驱动电路，标记HCPLi (i =
I,2......6)。
[0014]所述的升压功率电路内有四个功率开关管，标记为IGBTiQ = 1,2......4)。
[0015]所述的全桥逆变电路内有四个功率开关管，标记为IGBTiQ = 1,2......4)。
[0016]嵌入式微处理器控制升压功率电路的两路相位差为180°的PWM脉冲频率为14.38ΚΗζ ;嵌入式微处理器控制全桥逆变输出的SPWM脉冲频率fKBT为15KHz，调制信号频率为50Hz。
[0017]步骤(I):嵌入式微处理器5通过信号检测电路模块7获取升压功率电路2的输出电压，经过数字PID运算后输出两路经过调整后的占空比相位差始终为180°的PWM信号，输入到功率驱动电路6中的两组光稱隔离驱动电路的PWM信号输入端,然后该两组光率禹隔离驱动电路输出驱动信号，控制升压功率电路2工作。
[0018]步骤(2):嵌入式微处理器5通过信号反馈检测电路7检测到升压功率电路2输出的直流电压达到350V，嵌入式微处理器开启SPWM信号输出给功率驱动电路6中的另外四组光耦隔离驱动电路的的PWM信号输入端，然后该四组光耦隔离驱动电路输出驱动信号，控制全桥逆变电路I输出。
[0019]步骤(3):信号反馈检测电路7检测到全桥逆变电路I输出正弦电压的幅值，经过数字PID运算后得到一个新的幅度系数值。在全桥逆变电路I输出每个正弦波周期的起始处，将该新的幅度系数值乘以该正弦波周期中每个PWM占空比的脉冲宽度值来作为最终的脉冲宽度值。可得到幅度为220Vrms的正弦电压输出。
【权利要求】
1.一种全数字式逆变器，包括辅助开关电源模块、嵌入式微处理器、信号反馈检测电路、功率管驱动电路、升压功率电路、全桥逆变电路； 其特征在于:辅助开关电源模块与全数字式逆变器的直流电源输入接口相连；辅助开关电源模块分别给嵌入式微处理器、信号反馈检测电路和功率管驱动电路供电，信号反馈检测电路的反馈信号输出端与嵌入式微处理器的ADC端相连；嵌入式微处理器的PWM信号输出端与功率管驱动电路的PWM信号输入端相连；功率管驱动电路的升压脉冲信号输出端与升压功率电路的升压脉冲信号输入端连接，SPWM信号输出端与全桥逆变电路的SPWM信号输入端相连，信号反馈检测电路的输入端分别与升压功率电路和全桥逆变电路的反馈信号输出端相连；升压功率电路的低压输入端与直流电源输入接口连接，升压功率电路高压输出端与全桥逆变电路的电源输入端连接。
2.根据权利要求1所述的一种全数字式逆变器，其特征在于:所述的功率管驱动部分内有个光I禹隔尚驱动电路。
3.根据权利要求1所述的一种全数字式逆变器，其特征在于:所述的升压功率电路部分内有四个功率开关管。
4.根据权利要求1所述的一种全数字式逆变器，其特征在于:所述的全桥逆变电路部分内有四个功率开关管。
【文档编号】H02M7/5387GK203775068SQ201420101655
【公开日】2014年8月13日 申请日期:2014年3月7日 优先权日:2014年3月7日
【发明者】高明煜, 詹鑫鑫, 王振涛, 李芸, 黄继业 申请人:杭州电子科技大学