交流宽变频电源的制作方法
【专利摘要】本发明公开一种交流宽变频电源，包括主电路部分和控制电路部分；主电路部分包括DC/DC升压电路模块、DC/AC逆变电路模块、输出滤波电路模块；控制电路部分包括模拟控制电路、电源与信号转接电路、DSP控制电路、单片机控制电路、电压反馈电路、电流反馈电路；DSP控制电路处理数字信号并控制信号转换，触发模拟控制电路以PWM方式调节DC/AC逆变电路模块调整不同频率和电压幅值。藉此，根据用电设备的需要，在线编程即可实现宽变频电能的输出，覆盖了300Hz～800Hz等不同频率和92.0V～150.0V电压幅值的电能。
【专利说明】
交流宽变频电源
技术领域
[0001]本发明涉及电源电路领域技术，尤其是指一种交流宽变频电源。
【背景技术】
[0002]随着信息工业的迅速发展及高科技产业的高速扩张，交流电源供应器已经成为大量电子装置使用的电源供应装置。大部分的精密电子仪器与通讯设备需要依赖高品质的电源供应来维持正常的运作情形。
[0003]传统交流电源供应器依靠逆变器将升压的直流电压转换成输出交流电压，以便提供给负载(未显不)。一般而言电源供应器的输出交流电压是一个方波交流电压(square-wave AC voltage)，其会对电感性负载(inductive load)，如变压器(transformer)或电动马达(electromotor)等造成损害。因此，高级的电源供应器通常必须提供正弦波输出交流电压(sinusoidal-wave output AC voltage)输出以确保在市电异常或中断时负载的正常运作。然而，若要使电源供应器能够输出正弦波交流电压，电源供应器需要复杂的线路设计才能达到，从而导致电源供应器的成本增加。同时，复杂的线路设计也会增加电源供应器的功率损耗(power loss)。此外，现在的交流电源供应器不具备可编程功能，输出电压和频率范围值较债，不能满足宽变频使用需求。
【发明内容】
[0004]有鉴于此，本发明针对现有技术存在之缺失，其主要目的是提供一种交流宽变频电源，是为新一代战机及机载设备供电而设计制造的静止变频电源，覆盖了 300Hz?800Hz等不同频率和92.0V?150.0V电压幅值的电能。
[0005]为实现上述目的，本发明采用如下之技术方案:
[0006]—种交流宽变频电源，包括
[0007]主电路部分，包括DC/DC升压电路模块、DC/AC逆变电路模块、输出滤波电路模块，该DC/DC升压电路模块对直流电进行升压，输出端电连接于DC/AC逆变电路模块，DC/AC逆变电路模块将直流电转换为交流电，输出端电连接于输出滤波电路模块，输出滤波电路模块滤波处理后输出宽变频交流电；
[0008]控制电路部分，包括模拟控制电路、电源与信号转接电路、DSP控制电路、单片机控制电路、电压反馈电路、电流反馈电路，由电压反馈电路、电源与信号转接电路、模拟控制电路形成电压反馈控制回路；由电流反馈电路、模拟控制电路形成电流反馈控制回路;单片机控制电路的一个输出端直接连接单片机控制电路，另一输出端通过DSP控制电路连接单片机控制电路;DSP控制电路处理数字信号并控制信号转换，触发模拟控制电路以PWM方式调节DC/AC逆变电路模块调整不同频率和电压幅值。
[0009]作为一种优选方案，进一步设有辅助电路部分，辅助电路部分包括输入滤波器、整流桥、软启动电路，该输入滤波器连接于输入端子2，输入滤波器的输出端连接整流桥，整流桥的输出端连接软启动电路，软启动电路连接DC/AC逆变电路模块，实现DC/AC逆变电路模块平滑启动，降低启动电流，避免启动过流跳闸。
[0010]作为一种优选方案，所述辅助电路部分进一步包括故障信号检测电路和AD转换电路，该故障信号检测电路的输出电连接于AD转换电路，AD转换电路电连接于单片机控制电路，保护单片机控制电路安全运行。
[0011]作为一种优选方案，所述单片机控制电路连接有IXD显示器，用于显示和上下限设定电压、频率、电流、功率、功率因子。
[0012]作为一种优选方案，所述单片机控制电路连接有通信接口，实现通讯和控制。
[0013]本发明与现有技术相比具有明显的优点和有益效果，具体而言，由上述技术方案可知，其主要是设计了主电路部分、控制电路部分，主电路部分包括DC/DC升压电路模块、DC/AC逆变电路模块、输出滤波电路模块，该DC/DC升压电路模块连接第一输入端子，对直流电进行升压，输出端电连接于DC/AC逆变电路模块，DC/AC逆变电路模块将直流电转换为交流电，输出端电连接于输出滤波电路模块，输出滤波电路模块滤波处理后输出宽变频交流电。控制电路部分包括模拟控制电路、电源与信号转接电路、DSP控制电路、单片机控制电路、电压反馈电路、电流反馈电路，由电压反馈电路、电源与信号转接电路、模拟控制电路形成电压反馈控制回路；由电流反馈电路、模拟控制电路形成电流反馈控制回路;单片机控制电路的一个输出端直接连接单片机控制电路，另一输出端通过DSP控制电路连接单片机控制电路;DSP控制电路处理数字信号并控制信号转换，触发模拟控制电路以PWM方式调节DC/AC逆变电路模块调整不同频率和电压幅值。藉此，根据用电设备的需要，在线编程即可实现宽变频电能的输出，覆盖了300Hz?800Hz等不同频率和92.0V?150.0V电压幅值的电能。
[0014]为更清楚地阐述本发明的结构特征和功效，下面结合附图与具体实施例来对本发明进行详细说明。
【附图说明】
[0015]图1是本发明之实施例的结构原理示意图。
[0016]附图标识说明:
[0017]10、主电路部分1UDC/DC升压电路模块
[0018]12、DC/AC逆变电路模块13、输出滤波电路模块
[0019]14、第一输入端子20、控制电路部分
[0020]21、模拟控制电路22、电源与信号转接电路
[0021]23、DSP控制电路24、单片机控制电路
[0022]25、电压反馈电路26、电流反馈电路
[0023]30、辅助电路部分31、滤波器
[0024]32、整流桥33、软启动电路
[0025]34、第二输入端子35、LCD显示器
[0026]36、通信接口37、故障信号检测电路
[0027]38、AD转换电路。
【具体实施方式】
[0028]请参照图1所示，其显示出了本发明之较佳实施例的具体结构，是一种交流宽变频电源，主要是由主电路、控制电路和辅助电路三部分组成。
[0029 ]其中，主电路部分1包括DC/DC升压电路模块11、DC/AC逆变电路模块12、输出滤波电路模块13，该DC/DC升压电路模块11连接第一输入端子14，对直流电进行升压，输出端电连接于DC/AC逆变电路模块12，DC/AC逆变电路模块12将直流电转换为交流电，输出端电连接于输出滤波电路模块13，输出滤波电路模块13滤波处理后输出宽变频交流电。
[0030]控制电路部分20包括模拟控制电路21、电源与信号转接电路22、DSP控制电路23、单片机控制电路24、电压反馈电路25、电流反馈电路26，由电压反馈电路25、电源与信号转接电路22、模拟控制电路21形成电压反馈控制回路；由电流反馈电路26、电源与信号转接电路22、模拟控制电路21形成电流反馈控制回路;单片机控制电路24的一个输出端直接连接单片机控制电路24，另一输出端通过DSP控制电路23连接单片机控制电路24 ； DSP控制电路23处理数字信号并控制信号转换，触发模拟控制电路21以PffM方式调节DC/AC逆变电路模块12调整不同频率和电压幅值。
[0031]辅助电路部分30包括输入滤波器31、整流桥32、软启动电路33，该输入滤波器31连接于第二输入端子34，输入滤波器31的输出端连接整流桥32，整流桥32的输出端连接软启动电路33，软启动电路33连接DC/AC逆变电路模块12，实现DC/AC逆变电路模块12平滑启动，降低启动电流，避免启动过流跳闸。所述辅助电路部分30进一步包括故障信号检测电路37和AD转换电路38，该故障信号检测电路37的输出电连接于AD转换电路38，AD转换电路38电连接于单片机控制电路24，保护单片机控制电路24安全运行。
[0032]此外，所述单片机控制电路24连接有LCD显示器35，用于显示和上下限设定电压、频率、电流、功率、功率因子。所述单片机控制电路24连接有通信接口 36，实现通讯和控制。
[0033]本实施例的交流宽变频电源可以在LCD显示器35上进行在线编程，根据用电设备的需要，在线编程即可实现宽变频电能的输出，覆盖了300Hz?800Hz等不同频率和92.0V?150.0V电压幅值的电能。其中DC/DC升压电路模块11由高可靠性、高频开关电路组合而成，单相DC/AC逆变电路模块12采用全桥结构、控制电路以TI公司生产的TMS320F2812高速数字信号处理芯片为核心设计构成，利用3台独立的变流设备通过锁相电缆利用三相锁相技术，变换为输出不同频率和幅值的三相交流电。通过本专利研发的静变电源可以将直流发电机发出的24?32V的直流电或市电变换成包括中频115V/400HZ等不同频率和幅值的交流电。
[0034]本实施例的交流宽变频电源主要性能指标如下:
[0035](I)额定功率不低于30kVA;
[0036](2)输出频率300Hz?800Hz大范围可调整，频率步进值0.1Hz?100.0Hz可设置；
[0037](3)输出电压范围从92.0V?150.0V，电压调节分辨率高达0.1V；
[0038](4)中文大屏液晶显示，同时显示更多信息，操作更加便捷；
[0039](5)可编辑并存储10个频率/电压变化程序，每个程序可设置10段变化参数，控制电源输出；
[0040](6)具备远程控制接口，可满足现场远程监控需求；
[0041 ] (7)输入三相三线制，可有效抑制3次谐波对系统电网干扰；
[0042](8)适用于完全不平衡负载，每一相均可单独使用；
[0043](9)输出应具有截流功能，可适应电机、整流型等冲击型负载；
[0044](10)具备电缆压降自动补偿功能，解决因线缆过长造成的负载端电压下降问题；
[0045](11)并机技术，灵活多变的组合方式，提高快速响应能力；
[0046](12)具备软硬件结合的独立保护设计，确保用电设备完好及操作人员安全；
[0047](13)具备故障诊断功能，大幅度缩短电源维护时间；
[0048](14)带负载电流前馈的多闭环波形控制技术，解决高频噪声和无故停机现象。带限流控制，截流技术，解决“电源受负载冲击频繁保护”的问题，可以启动大功率电机；
[0049](15)电源具备故障自诊断功能，中文显示明确故障信息。电源具备数据记忆功能，可查询最新运行记录。可编辑存储10个频率/电压变化程序，每个程序可设置10段变化参数，控制电源输出。
[0050]综上所述，本发明的设计重点在于，其主要是设计了主电路部分10、控制电路部分20，主电路部分1包括DC/DC升压电路模块11、DC/AC逆变电路模块12、输出滤波电路模块13，该DC/DC升压电路模块11连接第一输入端子14，对直流电进行升压，输出端电连接于DC/AC逆变电路模块12，DC/AC逆变电路模块12将直流电转换为交流电，输出端电连接于输出滤波电路模块13，输出滤波电路模块13滤波处理后输出宽变频交流电。控制电路部分20包括模拟控制电路21、电源与信号转接电路22、DSP控制电路23、单片机控制电路24、电压反馈电路25、电流反馈电路26，由电压反馈电路25、电源与信号转接电路22、模拟控制电路21形成电压反馈控制回路；由电流反馈电路26、模拟控制电路21形成电流反馈控制回路;单片机控制电路24的一个输出端直接连接单片机控制电路24，另一输出端通过DSP控制电路23连接单片机控制电路24; DSP控制电路23处理数字信号并控制信号转换，触发模拟控制电路21以PWM方式调节DC/AC逆变电路模块12调整不同频率和电压幅值。藉此，根据用电设备的需要，在线编程即可实现宽变频电能的输出，覆盖了300Hz?800Hz等不同频率和92.0V?150.0V电压幅值的电能。
[0051]以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明的技术范围作任何限制，故凡是依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何细微修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明技术方案的范围内。
【主权项】
1.一种交流宽变频电源，其特征在于:包括 主电路部分(1)，包括DC/DC升压电路模块(11)、DC/AC逆变电路模块(12)、输出滤波电路模块(13)，该DC/DC升压电路模块(11)对直流电进行升压，输出端电连接于DC/AC逆变电路模块(12)，DC/AC逆变电路模块(12)将直流电转换为交流电，输出端电连接于输出滤波电路模块(13)，输出滤波电路模块(13)滤波处理后输出宽变频交流电； 控制电路部分(20)，包括模拟控制电路(21)、电源与信号转接电路(22)、DSP控制电路(23)、单片机控制电路(24)、电压反馈电路(25)、电流反馈电路(26)，由电压反馈电路(25)、电源与信号转接电路(2 2 )、模拟控制电路(21)形成电压反馈控制回路；由电流反馈电路(26)、电源与信号转接电路(22)、模拟控制电路(21)形成电流反馈控制回路;单片机控制电路(24)的一个输出端直接连接单片机控制电路(24)，另一输出端通过DSP控制电路(23)连接单片机控制电路(24) ;DSP控制电路(23)处理数字信号并控制信号转换，触发模拟控制电路(21)以PffM方式调节DC/AC逆变电路模块(12)调整不同频率和电压幅值。2.根据权利要求1所述的交流宽变频电源，其特征在于:进一步设有辅助电路部分(30)，辅助电路部分(30)包括输入滤波器(31)、整流桥(32)、软启动电路(33)，该输入滤波器(31)连接于第二输入端子(34)，输入滤波器(31)的输出端连接整流桥(32)，整流桥(32)的输出端连接软启动电路(33)，软启动电路(33)连接DC/AC逆变电路模块(I2)，实现DC/AC逆变电路模块(12)平滑启动，降低启动电流，避免启动过流跳闸。3.根据权利要求2所述的交流宽变频电源，其特征在于:所述辅助电路部分(30)进一步包括故障信号检测电路(37)和AD转换电路(38)，该故障信号检测电路(37)的输出电连接于AD转换电路(38)，AD转换电路(38)电连接于单片机控制电路(24)，保护单片机控制电路(24)安全运行。4.根据权利要求1所述的交流宽变频电源，其特征在于:所述单片机控制电路(24)连接有LCD显示器(35)，用于显示和上下限设定电压、频率、电流、功率、功率因子。5.根据权利要求1所述的交流宽变频电源，其特征在于:所述单片机控制电路(24)连接有通信接口(36)，实现通讯和控制。
【文档编号】H02M7/44GK106059350SQ201610377246
【公开日】2016年10月26日
【申请日】2016年5月31日
【发明人】叶优福, 张勇
【申请人】东莞市思普电子有限公司