一种双闭环控制式单相逆变电源的制作方法
【专利摘要】一种双闭环控制式单相逆变电源，包括交流输入端，交流输入端连接第一整流滤波电路，第一整流滤波电路连接桥式逆变电路，桥式逆变电路连接电压电流双闭环电路，电压电流双闭环电路通过A/D转换器连接单片机模块，单片机模块分别连接液晶显示模块、键盘模块。所述单片机模块同时发出50Hz的SPWM波、30KHz的方波，电压比较器连接IR2110驱动模块，所述IR2110驱动模块连接所述桥式逆变电路。本实用新型采用了双闭环的控制方式，较一般数字式闭环具有稳态精度高，具有高品质的输出波形，动态性能好。
【专利说明】—种双闭环控制式单相逆变电源
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及一种单相逆变电源，特别是一种双闭环控制式单相逆变电源。
【背景技术】
[0002]日常生活中，人们不可避免的要携带一些电源设备进行野外作业。然而大多数设备使用的是单相交流电源，而储能设备多为直流电源，因此单相逆变器的设计很有必要。而逆变器的好坏取决于输出波形的品质，而高品质的输出波形有两个方面的要求:稳态精度高和动态响应快。传统的以电压控制理论为基础的控制方式很难获得系统的稳定边界，所以在外界扰动时很难得到理想的动态响应。
【发明内容】
[0003]为解决上述技术问题，本实用新型提供一种双闭环控制式单相逆变电源，采用了双闭环的控制方式，较一般数字式闭环具有稳态精度高，具有高品质的输出波形，动态性能好、适应性强的特点。
[0004]本实用新型采取的技术方案为:一种双闭环控制式单相逆变电源，包括交流输入端，交流输入端连接第一整流滤波电路，第一整流滤波电路连接桥式逆变电路，桥式逆变电路连接电压电流双闭环电路，电压电流双闭环电路通过A/D转换器连接单片机模块，单片机模块分别连接液晶显示模块、键盘模块。所述单片机模块同时发出50Hz的SPWI波、30KHz的方波，一路SPWM波通过第一低通滤波器连接电压电流双闭环电路，电压电流双闭环电路连接电压比较器，另一路30KHz的方波通过积分器连接电压比较器，电压比较器连接IR2110驱动模块，所述IR2110驱动模块连接所述桥式逆变电路。
[0005]所述电压电流双闭环电路包括:第二低通滤波器、电压反馈电路、电流反馈电路，第二低通滤波器连接桥式逆变电路，第二低通滤波器的一路通过第二整流滤波电路连接A/D转换器、另一路连接电压反馈电路和电流反馈电路。
[0006]所述单片机模块为:MSP430F2618单片机，所述液晶显示模块为:FYD12864液晶显示器，所述键盘模块为:8279键盘。
[0007]本实用新型一种双闭环控制式单相逆变电源，分别引入了电压、流反馈。电压反馈为输出电压反馈，即负载上的电压，也是滤波电容两端的电压。为电压反馈的输入量。电流反馈为滤波电容电流为电流反馈的输入量。电容电流为输出电压的微分，所以电容电流反馈内环具有对扰动的动态补偿能力，包括参考输入和负载的突变。只要电容电流内环的相应速度足够快，扰动对输出电压的影响就可以通过内环得到较好得抑制。本实用新型一种双闭环控制式单相逆变电源，具有高品质的输出波形；采用了双闭环的控制方式，较一般数字式闭环具有稳态精度高、动态性能好、适应性强的特点。
【专利附图】
【附图说明】
[0008]下面结合附图和实施例对本实用新型作进一步说明:[0009]图1是本实用新型一种双闭环控制式单相逆变电源连接框图。
[0010]图2是本实用新型双环控制结构图。
[0011]图3是本实用新型交流电源整流滤波电路图。
[0012]图4是本实用新型电压、电流反馈电路图。
[0013]图5是本实用新型SPWM产生电路图。
[0014]图6是三角波图。
[0015]图7是单相电压SPWM逆变主电路拓扑。
[0016]图8是LC滤波器电路图。
[0017]图9是逆变器输出电压频谱图。
【具体实施方式】
[0018]如图1所示，一种双闭环控制式单相逆变电源，包括交流输入端，交流输入端连接第一整流滤波电路，第一整流滤波电路连接桥式逆变电路，桥式逆变电路连接电压电流双闭环电路，电压电流双闭环电路通过A/D转换器连接单片机模块，单片机模块分别连接液晶显示模块、键盘模块。所述单片机模块同时发出50Hz的SP丽波、30KHz的方波，一路SPWM波通过第一低通滤波器连接电压电流双闭环电路，电压电流双闭环电路连接电压比较器，另一路30KHz的方波通过积分器连接电压比较器，电压比较器连接IR2110驱动模块，所述IR2110驱动模块连接所述桥式逆变电路。所述电压电流双闭环电路包括:第二低通滤波器、电压反馈电路、电流反馈电路，第二低通滤波器连接桥式逆变电路，第二低通滤波器的一路通过第二整流滤波电路连接A/D转换器、另一路连接电压反馈电路和电流反馈电路。
[0019]所述单片机模块为:MSP430F2618单片机。所述液晶显示模块为:FYD12864液晶显示器。所述键盘模块为:8279键盘。
[0020]单相正弦逆变电源组成:单相逆变电源系统方框图如图1所示。控制核心采用MSP430F2618高性能单片机。由FYD12864液晶显示器、8279键盘构成人机界面。单片机同时发出50Hz的SPWM波和30KHz的方波。
[0021]双环控制结构:如图2所示，电压环作为逆馈瞬时控制外环，电流环作为逆馈瞬时控制内环。逆变器输出电压经过比例环节与参考电压比较，误差经过PI调节后作为电流控制内环的一部分基准，这个基准与来自比例环节的电容电流比较后，再经过比例调节和放大环节就得到了逆变器开关管的输出电压。
[0022]交流电源整流滤波电路设计:220V/50Hzd的市电，经过一个调压器，经整流得迈动直流电。经一大电容IOOOOuF/IOOV电容滤波得一直流电，其电路图如图3所示。在电路图中Fl为5A保险丝。并且在主电路中串联电流霍尔U1。对母线电流进行实时监控。当其峰值达到4A时进行保护，由保护电路产生保护信号，封锁驱动信号，达到对四个开关管保护的目的。
[0023]反馈元件的选用:在这里反馈元件都用的是霍尔元件，霍尔元件是应用霍尔效应闭环原理的电压，电流传感器，能在电隔离条件下测量直流、交流、脉冲以及各种不规则波形的电流。相当于用电阻采样的方法，用霍尔元件有如下优点:出色的精度，良好的线性度，印制板安装，抗干扰能力强，电流过载能力强。
[0024]反馈电路:如图4所示，电压电流的反馈系统的给定量都是从运放的同相端输出，反馈量都是从反相输入端输入。设给定正弦为，电压反馈为办，TL082第一脚的电压为
V*同相端(3脚的电压)力Fj1反相端(2脚的电压)为F*。
[0025]
【权利要求】
1.一种双闭环控制式单相逆变电源，包括交流输入端，其特征在于，交流输入端连接第一整流滤波电路，第一整流滤波电路连接桥式逆变电路，桥式逆变电路连接电压电流双闭环电路，电压电流双闭环电路通过A/D转换器连接单片机模块，单片机模块分别连接液晶显示模块、键盘模块； 所述单片机模块同时发出50Hz的SP丽波、30KHz的方波，一路SP丽波通过第一低通滤波器连接电压电流双闭环电路，电压电流双闭环电路连接电压比较器，另一路30KHz的方波通过积分器连接电压比较器，电压比较器连接IR2110驱动模块，所述IR2110驱动模块连接所述桥式逆变电路。
2.根据权利要求1所述一种双闭环控制式单相逆变电源，其特征在于，所述电压电流双闭环电路包括:第二低通滤波器、电压反馈电路、电流反馈电路，第二低通滤波器连接桥式逆变电路，第二低通滤波器的一路通过第二整流滤波电路连接A/D转换器、另一路连接电压反馈电路和电流反馈电路。
3.根据权利要求1所述一种双闭环控制式单相逆变电源，其特征在于，所述单片机模块为:MSP430F2618单片机。
4.根据权利要求1所述一种双闭环控制式单相逆变电源，其特征在于，所述液晶显示模块为:FYD12864液晶显示器。
5.根据权利要求1所述一种双闭环控制式单相逆变电源，其特征在于，所述键盘模块为:8279键盘。
【文档编号】H02M7/48GK203608104SQ201320768405
【公开日】2014年5月21日 申请日期:2013年11月29日 优先权日:2013年11月29日
【发明者】李海军, 尚桦, 赵克明, 罗凯 申请人:三峡大学