一种单相程控式变频电源的制作方法
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及变频电源领域，具体地讲，涉及一种单相程控式变频电源。
【背景技术】
[0002]随着计算机技术和计算机网络技术的快速发展，目前越来越多的设备都需要实现计算机远程控制和智能化管理，同时不同的设备之间也需要互相共享信息，因此，目前本公司的变频电源类产品需要实现以上功能，以适应应用越来越广泛的计算机网络控制，满足客户在此方面的需求。现有的模拟式控制电源可以通过数模转换电路和模拟式远程控制来操作电源，实现电源的远程控制。现有的模拟式电源远程控制接线和调试复杂，同时控制精度差，控制距离短，抗干扰性差，同时无法实现和其它设备的信息共享，使得设备的网络化和智能化无法实现。此为现有技术的不足之处。
【发明内容】
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[0003]本实用新型要解决的技术问题是提供一种单相程控式变频电源，可以通过串行接口实现计算机远程控制和监测，实现设备的网络化和智能化管理。
[0004]一种单相程控式变频电源，包括交流输入端和控制开关，所述控制开关连接整流桥，其特征是:所述整流桥通过连接开关连接滤波电容，所述滤波电容连接逆变器，所述逆变器连接隔离变压器，所述隔离变压器的输出电路上连接电流采集电路和电压采集电路，所述隔离变压器连接电源输出端，所述控制开关还连接控制装置，所述控制装置还连接所述电流米集电路和电压米集电路。
[0005]作为对本技术方案的进一步限定，所述控制装置包括微处理器，所述微处理器分别连接电压调节电路、频率调节电路、采样测量电路、显示和操作电路、电源保护电路、载波频率调节电路和串口通讯电路。
[0006]作为对本技术方案的进一步限定，所述微处理器采用单片机megal28，所述单片机megal28的引脚15连接所述电压调节电路，所述单片机megal28的引脚6连接所述频率调节电路，所述单片机megal28的引脚9_13连接所述采样测量电路，所述单片机megal28的引脚2、3、4连接所述串口通讯电路，所述单片机megal28的引脚44-48连接所述显示和操作电路，所述单片机megal28的引脚连接所述载波频率调节电路，所述单片机megal28的引脚49、50和60连接所述电源保护电路。
[0007]作为对本技术方案的进一步限定，所述采样测量电路包括芯片CS5460。
[0008]作为对本技术方案的进一步限定，所述串口通讯电路包括MAX232和MAX485电平转换芯片。
[0009]与现有技术相比，本实用新型的优点和积极效果是:本实用新型本项目采用数字控制调节电源输出电压和频率，可以通过计算机实现远程控制，并实时回传电源的相关参数，电源的各种保护可以通过计算机控制来实现，灵活性较高，同时简化了远程控制接线，提高了系统的抗干扰性，实现了设备的网络化和智能化管理。
【附图说明】
[0010]图1为本实用新型的原理方框图。
[0011]图2为本实用新型的控制装置的原理方框图。
[0012]图3为本实用新型的微处理器的电路图。
[0013]图4为本实用新型的串口通讯电路的电路图。
[0014]图5为本实用新型的采样测量电路的电路图。
[0015]图6为本实用新型的电压调节电路的电路图。
[0016]图7为本实用新型的频率调节电路的电路图。
[0017]图中，1、交流输入端，2、控制开关，3、整流桥，4、连接开关，5、滤波电容，6、逆变器，7、隔离变压器，ICY、电流采集电路，UCY、电压采集电路，8、电源输出端，9、控制装置。
【具体实施方式】
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[0018]下面结合实施例，进一步说明本实用新型。
[0019]参见图1-图7，本实用新型包括交流输入端I和控制开关2，所述控制开关2连接整流桥3，所述整流桥3通过连接开关4连接滤波电容5，所述滤波电容5连接逆变器6，所述逆变器6连接隔离变压器7，所述隔离变压器7的输出电路上连接电流采集电路ICY和电压采集电路UCY，所述隔离变压器7连接电源输出端8，所述控制开关2还连接控制装置9，所述控制装置9还连接所述电流采集电路ICY和电压采集电路UCY0
[0020]所述控制装置9包括微处理器，所述微处理器分别连接电压调节电路、频率调节电路、采样测量电路、显示和操作电路、电源保护电路、载波频率调节电路和串口通讯电路。
[0021]所述微处理器采用单片机megal28，所述单片机megal28的引脚15连接所述电压调节电路，所述单片机megal28的引脚6连接所述频率调节电路，所述单片机megal28的引脚9-13连接所述采样测量电路，所述单片机megal28的引脚2、3、4连接所述串口通讯电路，所述单片机megal28的引脚44-48连接所述显示和操作电路，所述单片机megal28的引脚17连接所述载波频率调节电路，所述单片机megal28的引脚49、50和60连接所述电源保护电路。
[0022]所述采样测量电路包括芯片CS5460。
[0023]所述串口通讯电路包括MAX232和MAX485电平转换芯片。
[0024]控制部分以8位AVR高档单片机megal28为核心，微处理器通过引脚15输出占空比可变、频率固定的PWM信号控制输出电压的调节；通过引脚6输出占空比不变、频率可调的PWM信号控制输出频率的调节；通过引脚10、11、12、13和CS5460芯片同步串口通讯实现对输出电压、输出电流、有功功率等测量数据的采样和计算；通过引脚2、3、4脚外接MAX232和MAX485电平转换芯片实现和上位机的通讯；通过44、45、46、47、48脚和CH452芯片的同步串口通讯实现按键扫描和数码块显示；通过引脚17输出占空比不变、频率可调的PWM信号加上积分电路后可以方便的实现载波频率的调节；通过判断引脚49、50、60的电平状态判断电源是否实行硬件保护(模块过热、过流、输出短路保护)。
[0025]微处理器通过调节两路PWM信号来实现输出电压和频率在一定范围内的可调。其中电压幅值调节通过微处理器输出I路占空比可调、频率固定的的PWM波形，之后通过三阶低通有源滤波器后变为直流，通过此直流电压信号控制调制正弦波的幅值来控制实际输出电压，此处省去了 D/A转换电路，使得硬件电路更为简单；频率调节电路通过微处理器输出I路占空比固定、频率可调的PWM波形，通过锁相环U18和实际输出频率比较后输出的PWM波形再通过分频器U15后分为8路输出信号后读取存储器U14中对应的一个周期的256个正弦波数据表，之后通过后期的数模转换电路后生成不同频率的正弦调制波形，和三角载波比较后生成相应的SPWM信号控制逆变部分。
[0026]采样测量电路采用专用的测量芯片CS5460芯片，通过电压和电流传感器将输出的电压和电流信号经过变换后，再采取分压、限流和其它保护处理之后送入CS5460芯片测量并计算输出电压、电流和有功功率的有效值，并通过SPI接口由MCU实时读取，测量参数精度高，误差小。
[0027]显示和操作电路既可以使用专业的按键和扫描芯片CH452和数码块，使用SPI接口和MCU进行连接，显示亮度高并且稳定；也可以使用触摸屏和MCU通讯接口连接来操作，操作方便、快捷，外形美观。
[0028]电源保护电路具有输出过压、过流、过载、IGBT过热和IGBT短路等保护，并且可以在程序中实现精确延时保护，使得电源不会因为负载的瞬时冲击而误报警。
[0029]串口通讯电路使用MAX232和MAX485芯片连接MCU的异步通讯接口进行通讯，并使用光耦进行隔离，使电源具备了远程控制和监控的能力，通讯抗干扰性强，并可以根据客户的不同需求扩展实现以太网、CAN或GPRS的通讯接口方式。
【主权项】
1.一种单相程控式变频电源，包括交流输入端和控制开关，所述控制开关连接整流桥，其特征是:所述整流桥通过连接开关连接滤波电容，所述滤波电容连接逆变器，所述逆变器连接隔离变压器，所述隔离变压器的输出电路上连接电流采集电路和电压采集电路，所述隔离变压器连接电源输出端，所述控制开关还连接控制装置，所述控制装置还连接所述电流米集电路和电压米集电路。
2.根据权利要求1所述的单相程控式变频电源，其特征是:所述控制装置包括微处理器，所述微处理器分别连接电压调节电路、频率调节电路、采样测量电路、显示和操作电路、电源保护电路、载波频率调节电路和串口通讯电路。
3.根据权利要求2所述的单相程控式变频电源，其特征是:所述微处理器采用单片机megal28，所述单片机megal28的引脚15连接所述电压调节电路，所述单片机megal28的引脚6连接所述频率调节电路，所述单片机megal28的引脚9_13连接所述采用测量电路，所述单片机megal28的引脚2、3、4连接所述串口通讯电路，所述单片机megal28的引脚44-48连接所述显示和操作电路，所述单片机megal28的引脚连接所述载波频率调节电路，所述单片机megal28的引脚49、50和60连接所述电源保护电路。
4.根据权利要求2所述的单相程控式变频电源，其特征是:所述采样测量电路包括芯片 CS5460。
5.根据权利要求2所述的单相程控式变频电源，其特征是:所述串口通讯电路包括MAX232和MAX485电平转换芯片。
【专利摘要】本实用新型提供一种单相程控式变频电源，包括交流输入端和控制开关，所述控制开关连接整流桥，其特征是：所述整流桥通过连接开关连接滤波电容，所述滤波电容连接逆变器，所述逆变器连接隔离变压器，所述隔离变压器的输出电路上连接电流采集电路和电压采集电路，所述隔离变压器连接电源输出端，所述控制开关还连接控制装置，所述控制装置还连接所述电流采集电路和电压采集电路。本实用新型本项目采用数字控制调节电源输出电压和频率，可以通过计算机实现远程控制，并实时回传电源的相关参数，电源的各种保护可以通过计算机控制来实现，灵活性较高，同时简化了远程控制接线，提高了系统的抗干扰性，实现了设备的网络化和智能化管理。
【IPC分类】H02M5-44
【公开号】CN204290742
【申请号】CN201420831879
【发明人】耿传勇, 朱李鹏, 曾兆刚, 师文荣
【申请人】山东博奥斯能源科技有限公司
【公开日】2015年4月22日
【申请日】2014年12月24日