专利名称：单相逆变器控制板的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种电路控制板，具体涉及一种单相逆变器控制板。
背景技术：
单相逆变器在消防系统中应用广泛，主要作用是在发生火灾或者其他险情的时候，市电供电中断，需要为重要场合的照明负载供电，该逆变器的能否正常工作，直接关系着无数的生命和财产的安全，所以产品的稳定性非常重要。逆变器控制板以SPWM信号产生来分类，第一类为由纯硬件电路搭建，采用三角波与正弦波比较来产生SPWM调制信号，且控制电路也完全由硬件电路完成，第二类为由MCU通过内部算法产生调制信号，外部保护基本由软件实现。第一类控制板的优点为保护功能相对完善，不易造成功率器件损坏，典型缺点是硬件电路复杂，要完成复杂的逻辑时序控制非常困难，造成了该控制板功能单一，智能化程度不足。第二类控制板的优点为采用了功能强大的单片机，软件功能齐全，典型缺点是过度依赖于软件控制，硬件电路简单，对于功率器件的保护不够完善，经常造成功率器件损坏，导致设备无法工作。现有技术中控制板缺点是辅助电源供电功率偏小，需依赖外加开关电源才能提供整个逆变器正常工作，造成生产成本高，布线复杂。而且控制板无充电器控制功能，造成系统工作配合不当，可能造成充电机损坏。对于中小功率逆变器，由于输出交流电流不大，没有必要采用外接大电流继电器，这样进一步造成线路复杂。
实用新型内容本实用新型克服了现有技术的不足，提供一种单相逆变器控制板，以期待解决现有技术中单相逆变器控制板硬件电路复杂，功能单一，成本高等问题。
为解决上述的技术问题，本实用新型采用以下技术方案:一种单相逆变器控制板，包括市电供电电路模块和直流供电电路模块，所述市电供电电路模块与所述直流供电电路模块连接；所述的单相逆变器控制板还包括:MCU (微控制单元)控制器电路模块，所述MCU控制器电路模块与所述市电供电电路模块连接，所述MCU控制器电路模块与所述直流供电电路模块连接；驱动电路模块，所述驱动电路模块与所述MCU控制器电路模块连接，所述驱动电路模块与所述直流供电电路模块连接，所述驱动电路模块与所述市电供电电路模块连接；市电输出与逆变器输出切换电路模块，所述市电输出与逆变器输出切换电路模块与所述驱动电路模块连接，所述市电输出与逆变器输出切换电路模块与所述MCU控制器电路模块连接；输出过流、过压保护电路模块，所述输出过流、过压保护电路模块与所述MCU控制器电路模块连接，所述输出过流、过压保护电路模块与所述驱动电路模块连接；充电机控制电路模块，所述充电机控制电路模块与所述MCU控制器电路模块连接。更进一步的技术方案是单相逆变器控制板还包括输出电压、输出电流检测电路模块，所述输出电压、输出电流检测电路模块与所述输出过流、过压保护电路模块连接。[0009]更进一步的技术方案是单相逆变器控制板还包括开关机、手自动信号检测电路模块，所述开关机、手自动信号检测电路模块与所述MCU控制器电路模块连接。更进一步的技术方案是单相逆变器控制板还包括逆变器输出电路模块，所述逆变器输出电路模块与所述市电输出与逆变器输出切换电路模块连接；所述逆变器输出电路模块与所述输出电压、输出电流检测电路模块连接。更进一步的技术方案是输出过流、过压保护电路模块包括过流重启电路模块。更进一步的技术方案是输出过流、过压保护电路模块包括故障自动清除电路模块。更进一步的技术方案是市电供电电路模块包括降压变压器，所述降压变压器包括降压变压器磁芯，所述降压变压器磁芯是EI33磁芯。更进一步的技术方案是直流供电电路模块包括高频变压器，所述高频变压器包括高频变压器磁芯，所述高频变压器磁芯是EI33磁芯。更进一步的技术方案是单相逆变器控制板板上连接电磁继电器。更进一步的技术方案是单相逆变器控制板还包括显示信息采集电路模块，所述显示信息采集电路模块与所述MCU控制器电路模块连接。与现有技术相比，本实用新型的有益效果之一是:本实用新型单相逆变器控制板增加了充电机控制电路模块，使整个电路系统工作配合适当，不易造成充电机损坏；单相逆变器控制板集成了辅助电源，保 护电路，驱动电路，输入输出切换电路，充电机控制电路，显示信息采集电路，使硬件电路简单；增大了控制板上辅助电源功率，满足了供电需要；将常规的外接电磁继电器移到控制板，线路变得更为简洁。采用硬件电路作为主要保护，软件保护为辅助保护，同时软件内部增加了过流重启，故障自动清除等功能，增强了逆变器智能化程度，实现无人值守。
图1为本实用新型一个实施例的电路结构框图。
具体实施方式
以下结合附图对本实用新型作进一步阐述。如图1所示，图1示出了本实用新型一个实施例的电路结构框图，本实施例单相逆变器控制板包括市电供电电路模块2和直流供电电路模块3，市电供电电路模块2与所述直流供电电路模块3连接；市电供电电路模块2的电路包括降压变压器，整流二极管，滤波电容，三端稳压集成电路等元件，将高压交流电转变为稳定的低压直流电，给控制板供电。本实施例中市电供电电路模块2是为直流供电提供输入通路，当直流电压建立后，输出电压高于市电供电电压，控制板供电自动转为蓄电池直流供电，直流供电电源分为两个支路，一个支路为芯片控制芯片供电，一路单独为驱动电路供电，包装驱动电路供电能足够驱动功率管开通。直流供电电路模块3的电路包括电流型PWM控制芯片，MOS管，高频变压器，整流管，滤波电容等元件，实现将蓄电池端的直流电压，经电流型控制芯片驱动MOS管将直流电压变为高频方波，再经高频变压器升压或者降压后整流滤波，变为稳定的低压直流输出电压，为控制板所有芯片供电，在直流电压正常情况下，优先使用直流供电。作为优选的实施方案，本实施例中市电供电电路模块2中的降压变压器的磁芯是EI33磁芯；直流供电电路模块中的高频变压器的磁芯是EI33磁芯；增大了控制板上辅助电源功率，使其能够完全满足主板芯片，大电流继电器，散热风扇，液晶显示屏，驱动电路供电。本实施例单相逆变器控制板还包括:MCU (微控制单元)控制器电路模块4，MCU控制器电路模块4与市电供电电路模块2连接，同时MCU控制器电路模块4与直流供电电路模块3连接。本实施例MCU控制器电路模块4包括两片单片机，通过写入程序，完成整个逆变器各个部件的控制及配合。本实施例单相逆变器控制板还包括驱动电路模块5，驱动电路模块5与MCU控制器电路模块4连接，同时驱动电路模块5与直流供电电路模块3连接，驱动电路模块5还与市电供电电路模块2连接。驱动电路模块5主要包括逻辑电路，专用驱动芯片，从MCU发出的SPWM波经逻辑电路反相，增加死区后，送到专用驱动芯片，直接驱动功率器件。本实施例单相逆变器控制板还包括市电输出与逆变器输出切换电路模块6，市电输出与逆变器输出切换电路模块6与驱动电路模块5连接，具体的实施方案是，市电输出与逆变器输出切换电路模块6包括功率变换电路模块，功率变换电路模块与驱动电路模块5连接，驱动电路模块5通过功率变换电路模块实现与市电输出与逆变器输出切换电路模块的连接。同时市电输出与逆变器输出切换电路模块6与MCU控制器电路模块4连接。市电输出与逆变器输出切换电路模块6的电路主要包括大电流电磁继电器，互锁电路及驱动电路，作用是实现市电状态和逆变状态下，有一个输出端子不会断电，而另一个输出端子在逆变器进入逆变状态时才有输出电压，实现两种输出模式。工作时市电输出与逆变器输出切换电路模块该主要电路包括两只大电流的继电器，市电输入接到第一只继电器的常闭触点；逆变器输出分两路，第一路接到第一只继电器的常开触点，第二路接到第二只继电器的常开触点；持续输出接到第一只继电器公共触点，应急输出接到第二只继电器公共触点，逆变器在市电状态时，两只继电器不会吸合，持续输出为市电供电，应急输出无电压输出，逆变器进入逆变状态后，继电器吸合，持续输出和逆变输出端子均为逆变器供电。本实施例单相逆变器控制板还包括输出过流、过压保护电路模块7，输出过流、过压保护电路模块7与MCU控制器电路模块4连接，同时，输出过流、过压保护电路模块7与驱动电路模块5连接。输出过流、过压保护电路模块7的电路主要包括一些比较器，运算放大器等元件，将检测电路采集回来的电压电流信号通过放大后，与设定值进行比较，超过设定值，首先关闭驱动电路，并发出故障信号给MCU，实现故障自动恢复及故障信息显示的目的。本实施例单相逆变器控制板还包括充电机控制电路模块I，充电机控制电路模块 I与MCU控制器电路模块4连接。充电机控制电路模块I实现充电机的开关机，充电电压，充电电流的控制，使整个电路系统工作配合适当，不易造成充电机损坏。作为优选的实施例方案，本实施例单相逆变器控制板还包括输出电压、输出电流检测电路模块9，输出电压、输出电流检测电路模块9与所述输出过流、过压保护电路模块7连接。输出电压、输出电流检测电路模块9将输出的交流高电压信号经过降压整流滤波后变为低压直流电压信号，将输出的交流电流信号经过互感器取样变为低压直流电压信号，分别送到保护电路和MCU。输出电压检测电路包括降压变压器，整流二极管，滤波电容，分压电阻等元件，将输出的正弦波电压降压整流后变为直流电压，分为三路，第一路作为闭环控制用，第二路用于检测输出是否异常，第三路用于液晶显示屏显示输出电压，方便查询逆变器输出电压。输出电流检测电路包括互感器，整流管，取样电阻，滤波电容等元件，将输出电流经过互感器隔离取样整流后，变为直流电压，此电压信号也分为两路，第一路用于输出过流保护，第二路用于显示输出电流。作为优选的实施方案，本实施例单相逆变器控制开关机、手自动信号检测电路模块10，开关机、手自动信号检测电路模块10与MCU控制器电路模块4连接。开关机、手自动信号检测电路模块的电路主要包括光耦合器、排阻等元件，MCU通过检测相应端口的电平状态，判断外部的操作信号，发出相应的指令予以响应。由MCU控制器电路模块中MCU控制器输出的SPWM信号，经过与门，非门等逻辑电路，变为四路输出，送到驱动电路，输出过流、过压保护电路将输出信号采集回来，先经过硬件电路，再传送到MCU进行采集，计算，根据程序流程采取相应的措施。开关机、手自动信号检测电路将外部输入信号经过光耦合器隔离后，转变为高低电平信号，送到MCU相应检测端口，当该端口更加程序设定信号标准，判断输入的信号类型。MCU将逆变控制板各个端口的信号检测判断后，在充电机控制端口发出相应的高低电平控制信号，再经过光耦合器隔离，送到充电机控制端口，充电机检测到该信号后，改变工作状态。本实施例单相逆变器控制板还包括逆变器输出电路模块11，逆变器输出电路模块与市电输出与逆变器输出切换电路模块连接；同时逆变器输出电路模块与输出电压、输出电流检测电路模块连接。本实施例单相逆变器控制板还包括显示信息采集电路模块8，显示信息采集电路模块8与MCU控制器电路模块连接。显示信息采集电路模块8的电路主要包括运算放大器，电子开关等元件，实现将控制板采集电路采集的信号，经过电子开关的切换，传输到显示器的信号检测端口，便于将控制板的工作状态及参数实时显示在液晶显示屏上。工作时，显示信息采集电路模块主要将外部反馈回来的电压，电流，温度等模拟量及各种由MCU送出的开关量，经过开关切换，把并行数据变为串行数据，输送到显示屏的信号采集端口，显示屏将控制板的工作状态及外围反馈信号显示出来，方便用户查询。作为优选的实施方案，本实施例单相逆变器控制板将常规的外接电磁继电器移到控制板上，线路变得更为简洁。本实施例单相逆变器控制板采用硬件电路作为主要保护，软件保护为辅助保护，输出过流、过压保护电路模块包括过流重启电路模块和故障自动清除电路模块。MCU控制器中通过在单片机内部增加了过流重启，故障自动清除等功能的程序，程序运行时通过与显示信息采集电路模块中采集的信息数据进行比较，使输出过流、 过压保护电路模块实现过流重启和故障自动清除功能。增强了逆变器智能化程度，实现完全无人值守。 在本说明书中所谈到的“一个实施例”、“另一个实施例”、“实施例”、等，指的是结合该实施例描述的具体特征、结构或者特点包括在本申请概括性描述的至少一个实施例中。在说明书中多个地方出现同种表述不是一定指的是同一个实施例。进一步来说，结合任一个实施例描述一个具体特征、结构或者特点时，所要主张的是结合其他实施例来实现这种特征、结构或者特点也落在本实用新型的范围内。尽管这里参照实用新型的多个解释性实施例对本实用新型进行了描述，但是，应该理解，本领域技术人员可以设计出很多其他的修改和实施方式，这些修改和实施方式将落在本申请公开的原则范围和精神之内。更具体地说，在本申请公开、附图和权利要求的范围内，可以对主题组合布局的组成部件和/或布局进行多种变型和改进。除了对组成部件和/或布局进行的变型和改进外，对于本领域技术人员来说，其他的用途也将是明显的。
权利要求1.一种单相逆变器控制板，包括市电供电电路模块和直流供电电路模块，所述市电供电电路模块与所述直流供电电路模块连接；其特征在于:所述的单相逆变器控制板还包括: MCU控制器电路模块，所述MCU控制器电路模块与所述市电供电电路模块连接，所述MCU控制器电路模块与所述直流供电电路模块连接； 驱动电路模块，所述驱动电路模块与所述MCU控制器电路模块连接，所述驱动电路模块与所述直流供电电路模块连接，所述驱动电路模块与所述市电供电电路模块连接； 市电输出与逆变器输出切换电路模块，所述市电输出与逆变器输出切换电路模块与所述驱动电路模块连接，所述市电输出与逆变器输出切换电路模块与所述MCU控制器电路模块连接； 输出过流、过压保护电路模块，所述输出过流、过压保护电路模块与所述MCU控制器电路模块连接，所述输出过流、过压保护电路模块与所述驱动电路模块连接； 充电机控制电路模块，所述充电机控制电路模块与所述MCU控制器电路模块连接。
2.根据权利要求1所述的单相逆变器控制板，其特征在于所述的单相逆变器控制板还包括输出电压、输出电流检测电路模块，所述输出电压、输出电流检测电路模块与所述输出过流、过压保护电路模块连接。
3.根据权利要求1所述的单相逆变器控制板，其特征在于所述的单相逆变器控制板还包括开关机、手自动信号检测电路模块，所述开关机、手自动信号检测电路模块与所述MCU控制器电路模块连接。
4.根据权利要求2所述的单相逆变器控制板，其特征在于所述的单相逆变器控制板还包括逆变器输出电路模块 ，所述逆变器输出电路模块与所述市电输出与逆变器输出切换电路模块连接；所述逆变器输出电路模块与所述输出电压、输出电流检测电路模块连接。
5.根据权利要求1所述的单相逆变器控制板，其特征在于所述的输出过流、过压保护电路模块包括过流重启电路模块。
6.根据权利要求1所述的单相逆变器控制板，其特征在于所述的输出过流、过压保护电路模块包括故障自动清除电路模块。
7.根据权利要求1所述的单相逆变器控制板，其特征在于所述的市电供电电路模块包括降压变压器，所述降压变压器包括降压变压器磁芯，所述降压变压器磁芯是EI33磁芯。
8.根据权利要求1所述的单相逆变器控制板，其特征在于所述的直流供电电路模块包括高频变压器，所述高频变压器包括高频变压器磁芯，所述高频变压器磁芯是EI33磁芯。
9.根据权利要求1所述的单相逆变器控制板，其特征在于所述的单相逆变器控制板板上连接电磁继电器。
10.根据权利要求1所述的单相逆变器控制板，其特征在于所述的单相逆变器控制板还包括显示信息采集电路模块，所述显示信息采集电路模块与所述MCU控制器电路模块连接。
专利摘要本实用新型公开了一种单相逆变器控制板，包括市电供电电路模块和直流供电电路模块，还包括MCU控制器电路模块，MCU控制器电路模块与市电供电电路模块连接；驱动电路模块，驱动电路模块与MCU控制器电路模块连接；市电输出与逆变器输出切换电路模块，市电输出与逆变器输出切换电路模块与驱动电路模块连接；输出过流、过压保护电路模块，输出过流、过压保护电路模块与MCU控制器电路模块连接；充电机控制电路模块，充电机控制电路模块与MCU控制器电路模块连接。本实用新型有益效果是整个电路系统工作配合适当，不易造成充电机损坏；硬件电路简单；满足了供电需要；增强了逆变器智能化程度。
文档编号H02J9/06GK203119611SQ201320080130
公开日2013年8月7日 申请日期2013年2月21日 优先权日2013年2月21日
发明者张毅, 刘勇 申请人:四川创宏电气有限公司