一种中小功率三相交流斩波调压器的制造方法
【专利摘要】本实用新型公开了一种中小功率三相交流斩波调压器，包括依次连接的三相交流电源、调压主电路、滤波电路、电压电流采用模块、调理模块、DSP主控器和IGBT驱动电路，以及依次连接在所述三相交流电源和IGBT驱动电路之间的电压正负信号检测模块；所述IGBT驱动电路与调压主电路相连。本实用新型所述中小功率三相交流斩波调压器，可以克服现有技术中功率因数小、谐波含量高和对电网噪声污染严重等缺陷，以实现功率因数大、谐波含量低和对电网噪声污染小的优点。
【专利说明】一种中小功率三相交流斩波调压器
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及调压【技术领域】，具体地，涉及一种中小功率三相交流斩波调压器。【背景技术】
[0002]传统的调压方式以晶闸管作为开关器件，利用相控技术得以实现，这种调压方式存在功率因数小，谐波含量高，对电网的噪声污染严重的缺点。
[0003]在实现本实用新型的过程中，发明人发现现有技术中至少存在功率因数小、谐波含量高和对电网噪声污染严重等缺陷。
实用新型内容
[0004]本实用新型的目的在于，针对上述问题，提出一种中小功率三相交流斩波调压器，以实现功率因数大、谐波含量低和对电网噪声污染小的优点。
[0005]为实现上述目的，本实用新型采用的技术方案是:一种中小功率三相交流斩波调压器，包括依次连接的三相交流电源、调压主电路、滤波电路、电压电流采用模块、调理模块、DSP主控器和IGBT驱动电路，以及依次连接在所述三相交流电源和IGBT驱动电路之间的电压正负信号检测模块；所述IGBT驱动电路与调压主电路相连。
[0006]进一步地，在所述DSP主控器和IGBT驱动电路之间，还连接有逻辑控制器。
[0007]进一步地，在所述滤波电路和电压电路采用模块之间，还连接有用于对所述滤波电路滤波后的电压电流的输出端子。
[0008]进一步地，所述调压主电路，包括用于周期性的将三相交流电与负载连接的第I至3主开关管VT1、VT3和VT5，用于主开关管关断时负载电感的续流环节的第I至3辅助开关管VT4、VT6和VT2，用于死区阶段防止上下半桥开关的破坏性重叠导通的第I至3旁路电容C1、C2和C3，用于吸收在死区阶段旁路电容上能量的第I至3吸收电阻Rl、R2和R3，以及第I至第6 二极管Dl至D4 ;其中:
[0009]所述第I至3主开关管VT1、VT3和VT5的漏极，分别接三相交流电源的三相，分别接第I 二极管D1、第3 二极管D3和第5 二极管D5的阴极，分别接第I至3旁路电容Cl、C2和C3的第I连接端，还分别接第I至3吸收电阻Rl、R2和R3的第I连接端；
[0010]所述第I至3主开关管VT1、VT3和VT5的源极，分别接第I至3辅助开关管VT4、VT6和VT2的漏极，分别接第I 二极管D1、第3 二极管D3和第5 二极管D5的阳极，分别接第4 二极管D4、第6 二极管D6和第2 二极管D2的阴极，还分别接负载的第I连接端；
[0011]所述第I至3主开关管VT1、VT3和VT5的栅极，以及第I至3辅助开关管VT4、VT6和VT2的栅极，均为控制端；
[0012]所述第I至3辅助开关管VT4、VT6和VT2的源极，分别接第4 二极管D4、第6 二极管D6和第2 二极管D2的阳极，分别接第I至3旁路电容Cl、C2和C3的第2连接端，还分别接第I至3吸收电阻Rl、R2和R3的第2连接端。
[0013]进一步地，所述DSP主控器的型号为TMS320F2812。[0014]进一步地，所述滤波电路，包括LC滤波电路。
[0015]进一步地，所述电压电流采用模块，包括电压表和电流表。
[0016]进一步地，所述调理模块，包括依次连接在电压电流采用模块和DSP主控器之间的信号调理电路和信号放大电路。
[0017]本实用新型各实施例的中小功率三相交流斩波调压器，由于包括依次连接的三相交流电源、调压主电路、滤波电路、电压电流采用模块、调理模块、DSP主控器和IGBT驱动电路，以及依次连接在三相交流电源和IGBT驱动电路之间的电压正负信号检测模块；IGBT驱动电路与调压主电路相连；可以利用专家PID控制方案，通过正弦波脉宽调制技术(SPWM)，并辅以TMS320F2812型DSP芯片控制，实现三相交流斩波调压；从而可以克服现有技术中功率因数小、谐波含量高和对电网噪声污染严重的缺陷，以实现功率因数大、谐波含量低和对电网噪声污染小的优点。
[0018]本实用新型的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本实用新型而了解。
[0019]下面通过附图和实施例，对本实用新型的技术方案做进一步的详细描述。
【专利附图】
【附图说明】
[0020]附图用来提供对本实用新型的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本实用新型的实施例一起用于解释本实用新型，并不构成对本实用新型的限制。在附图中:
[0021]图1为本实用新型中小功率三相交流斩波调压器的工作原理示意图；
[0022]图2为本实用新型中小功率三相交流斩波调压器中调压主电路的工作原理示意图。
【具体实施方式】
[0023]以下结合附图对本实用新型的优选实施例进行说明，应当理解，此处所描述的优选实施例仅用于说明和解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。
[0024]针对传统调压方式所存在的缺点，根据本实用新型实施例，如图1和图2所示，提供了一种中小功率三相交流斩波调压器。该中小功率三相交流斩波调压器，以IGBT作为开关器件，利用专家PID控制方案，通过正弦波脉宽调制技术(SPWM)，并辅以TMS320F2812型DSP芯片控制，实现三相交流斩波调压；该中小功率三相交流斩波调压器，具有动态响应快，调压范围广，输入输出电压易于正弦化等优点，解决了传统的调压方式的缺点。
[0025]参见图1和图2，本实施例的中小功率三相交流斩波调压器，包括依次连接的三相交流电源、调压主电路、滤波电路、电压电流采用模块、调理模块、DSP主控器和IGBT驱动电路，以及依次连接在三相交流电源和IGBT驱动电路之间的电压正负信号检测模块；IGBT驱动电路与调压主电路相连。在DSP主控器和IGBT驱动电路之间，还连接有逻辑控制器。在滤波电路和电压电路采用模块之间，还连接有用于对滤波电路滤波后的电压电流的输出端子。
[0026]具体地，上述调压主电路，包括用于周期性的将三相交流电与负载连接的第I至3主开关管VT1、VT3和VT5，用于主开关管关断时负载电感的续流环节的第I至3辅助开关管VT4、VT6和VT2，用于死区阶段防止上下半桥开关的破坏性重叠导通的第I至3旁路电容C1、C2和C3，用于吸收在死区阶段旁路电容上能量的第I至3吸收电阻Rl、R2和R3，以及第I至第6 二极管Dl至D4 ;其中:
[0027]第I至3主开关管VT1、VT3和VT5的漏极，分别接三相交流电源的三相，分别接第I 二极管D1、第3 二极管D3和第5 二极管D5的阴极，分别接第I至3旁路电容Cl、C2和C3的第I连接端，还分别接第I至3吸收电阻R1、R2和R3的第I连接端；
[0028]第I至3主开关管VTl、VT3和VT5的源极，分别接第I至3辅助开关管VT4、VT6和VT2的漏极，分别接第I 二极管D1、第3 二极管D3和第5 二极管D5的阳极，分别接第4二极管D4、第6 二极管D6和第2 二极管D2的阴极，还分别接负载的第I连接端；
[0029]第I至3主开关管VT1、VT3和VT5的栅极，以及第I至3辅助开关管VT4、VT6和VT2的栅极，均为控制端；
[0030]第I至3辅助开关管VT4、VT6和VT2的源极，分别接第4 二极管D4、第6 二极管D6和第2 二极管D2的阳极，分别接第I至3旁路电容Cl、C2和C3的第2连接端，还分别接第I至3吸收电阻Rl、R2和R3的第2连接端。
[0031]上述DSP主控器的型号为TMS320F2812。滤波电路，包括LC滤波电路。电压电流采用模块，包括电压表和电流表。调理模块，包括依次连接在电压电流采用模块和DSP主控器之间的信号调理电路和信号放大电路。
[0032]上述实施例的实施例的中小功率三相交流斩波调压器，调压主电路(即三相交流斩波调压主电路)以IGBT作为开关器件，采用三相Buck型斩波调压，通过对输出电压电流进行实时采样；利用调理模块对采样电压电流进行计算，经过滤波、放大处理后，送入DSP主控器TMS320F2812的ADC模块(即A/D模块);利用专家PID算法，对采样结果对应的数字信号进行计算，得到该输出电压对应的输出控制量；用查表的方法，实时更新CMPRx的值，再利用规则采样法生成该输出控制量电压所对应的SPWM波形；DSP主控器向开关管IGBT驱动电路提供SPWM触发脉冲，控制IGBT的开通和关断时间，从而完成对主电路的斩波调压。
[0033]三相交流斩波调压主电路，在一个完整的周期内，该调压主电路能完成负载工作模式、死区旁路模式及电感续流模式；调压主电路通以三相交流电，主开关管VT1、VT3、VT5周期性的将三相交流电与负载连接；辅助开关管VT4、VT6、VT2，用于主开关管关断时负载电感的续流环节；旁路电容Cl、C2、C3，用于死区阶段防止上下半桥开关的破坏性重叠导通；吸收电阻Rl、R2、R3，用于吸收在死区阶段旁路电容上的能量。
[0034]综上所述，本实用新型上述实施例的中小功率三相交流斩波调压器，至少可以达到以下有益效果:
[0035]⑴利用专家PID控制方案，使得电压瞬时值外环在很大程度上改善了波形质量；电流内环加大了逆变器控制系统的带宽，使得逆变器动态响应加快，输出电压谐波含量减小，非线性负载适应能力加强；
[0036]⑵调压主电路采用交流斩波技术，利用SPWM进行调制，使该中小功率三相交流斩波调压器的调压范围变广，输出电压电流易于正弦化；
[0037](3) DSP主控器的高速运算能力和丰富的片内外设资源，使该中小功率三相交流斩波调压器具有很好的实时性和稳定性；在中小功率交流调压(如电动机的调速控制，高压静电除尘装置以及调光电路的控制)领域具有很好的应用前景。[0038] 最后应说明的是:以上所述仅为本实用新型的优选实施例而已，并不用于限制本实用新型，尽管参照前述实施例对本实用新型进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换。凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。
【权利要求】
1.一种中小功率三相交流斩波调压器，其特征在于，包括依次连接的三相交流电源、调压主电路、滤波电路、电压电流采用模块、调理模块、DSP主控器和IGBT驱动电路，以及依次连接在所述三相交流电源和IGBT驱动电路之间的电压正负信号检测模块；所述IGBT驱动电路与调压主电路相连。
2.根据权利要求1所述的中小功率三相交流斩波调压器，其特征在于，在所述DSP主控器和IGBT驱动电路之间，还连接有逻辑控制器。
3.根据权利要求1所述的中小功率三相交流斩波调压器，其特征在于，在所述滤波电路和电压电路采用模块之间，还连接有用于对所述滤波电路滤波后的电压电流的输出端子。
4.根据权利要求1-3中任一项所述的中小功率三相交流斩波调压器，其特征在于，所述调压主电路，包括用于周期性的将三相交流电与负载连接的第I至3主开关管VT1、VT3和VT5，用于主开关管关断时负载电感的续流环节的第I至3辅助开关管VT4、VT6和VT2，用于死区阶段防止上下半桥开关的破坏性重叠导通的第I至3旁路电容C1、C2和C3，用于吸收在死区阶段旁路电容上能量的第I至3吸收电阻R1、R2和R3，以及第I至第6 二极管Dl至D4 ;其中: 所述第I至3主开关管VT1、VT3和VT5的漏极，分别接三相交流电源的三相，分别接第I 二极管D1、第3 二极管D3和第5 二极管D5的阴极，分别接第I至3旁路电容Cl、C2和C3的第I连接端，还分别接第I至3吸收电阻R1、R2和R3的第I连接端； 所述第I至3主开关管VTl、VT3和VT5的源极，分别接第I至3辅助开关管VT4、VT6和VT2的漏极，分别接第I 二极管Dl、第3 二极管D3和第5 二极管D5的阳极，分别接第4二极管D4、第6 二极管D6和第2 二极管D2的阴极，还分别接负载的第I连接端； 所述第I至3主开关管VT1、VT3和VT5的栅极，以及第I至3辅助开关管VT4、VT6和VT2的栅极，均为控制端； 所述第I至3辅助开关管VT4、VT6和VT2的源极，分别接第4 二极管D4、第6 二极管D6和第2 二极管D2的阳极，分别接第I至3旁路电容Cl、C2和C3的第2连接端，还分别接第I至3吸收电阻Rl、R2和R3的第2连接端。
5.根据权利要求1-3中任一项所述的中小功率三相交流斩波调压器，其特征在于，所述DSP主控器的型号为TMS320F2812。
6.根据权利要求1-3中任一项所述的中小功率三相交流斩波调压器，其特征在于，所述滤波电路，包括LC滤波电路。
7.根据权利要求1-3中任一项所述的中小功率三相交流斩波调压器，其特征在于，所述电压电流采用模块，包括电压表和电流表。
8.根据权利要求1-3中任一项所述的中小功率三相交流斩波调压器，其特征在于，所述调理模块，包括依次连接在电压电流采用模块和DSP主控器之间的信号调理电路和信号放大电路。
【文档编号】H02M5/293GK203377790SQ201320485364
【公开日】2014年1月1日 申请日期:2013年8月9日 优先权日:2013年8月9日
【发明者】戴伟, 陈芳, 牟长洲, 李科 申请人:新疆希望电子有限公司