一种逆变电路的制作方法
【专利摘要】本实用新型公开一种逆变电路。本实用新型提出了一种改进的电压瞬时值控制方法，采用单极性调制，通过检测逆变输出电压峰值，与给定值比较，得到偏差值ΔE。控制程序根据ΔE实时调整调制比M，输出对应的SPWM驱动MOS管，经过LC滤波后，输出符合要求的正弦波。外围电路简洁，成本低廉。
【专利说明】
一种逆变电路
技术领域
[0001] 本实用新型涉及逆变器领域，尤其涉及一种逆变电路。
【背景技术】
[0002] 正弦波逆变器输出电压波形畸变率低，对负载有良好的适应性。逆变器输出波形 有两个方面要求:稳态精度高和动态响应快。开环控制不能调节输出电压，无法满足这两个 方面的要求。在逆变器的闭环控制方案中，输出电压有效值控制能够维持输出电压恒定，但 不能保证波形质量。输出瞬时值控制可以实时调控输出电压波形，使供电质量大为提高。目 前控制效果较好的瞬时值控制方案有：电压单环PI控制；电压外环和电流内环双闭环控制； 重复控制;无差拍控制。一些工业领域用到的逆变器，如大型UPS、储能逆变器等，对输出电 能质量要求高，在控制算法上主要采用电压外环电流内环结构，通过PI调节，输出稳定的正 弦波，该方案优点：负载特性好，响应速度快，波形畸变率低。缺点：电路中需要加入电流传 感器和信号调理电路，电路比较复杂，增加了成本。因此，在一些要求不高的民用领域，该方 案使用不多。 【实用新型内容】
[0003] 基于此，有必要提供一种逆变电路。
[0004] -种纯正弦波逆变器控制方法，所述方法包括：
[0005] MCU根据正弦表生成SP丽；
[0006] SP丽通过专用驱动芯片，并驱动逆变桥M0SFET;
[0007] 主电路SP丽开关斩波以及经过LC滤波后，输出正弦波电压；
[0008] 在其中一个实施例中，所述SPWM通过专用驱动芯片，并驱动逆变桥M0SFET，以及经 过LC滤波后，输出正弦波电压的步骤包括：
[0009] 反馈逆变电压峰值Vf(k)以及逆变电压给定值Vr(k);
[0010] 计算偏差e(k)=Vr(k)-Vf(k);
[0011] 将所述偏差值乘以一个比例系数，并将结果和调制比Μ相加；
[0012] 判断所述调制比Μ是否大于最大值或小于最小值，若大于最大值，则取最大值作为 Μ值，若小于最小值，则取最小值作为Μ值；
[0013] 将 Μ 应用于公式 D=M*sin(k/n);
[0014] 逆变输出电压根据占空比D而改变，稳定在给定值附近。
[0015] 在其中一个实施例中，，所述根据所述正弦波电压驱动M0S管，以输出稳定电压的 步骤包括：
[0016] 根据占空比D改变逆变输出电压，以将电压稳定在给定值附近，以输出稳定电压。
[0017] 在其中一个实施例中，所述方法包括:该逆变器控制方法所使用的逆变控制环路 仅采用了电压瞬时值控制。
[0018] -种纯正弦波逆变器控制装置，所述装置包括：
[0019] 生成模块，Μ⑶根据正弦表生成SP丽；
[0020] 驱动模块，用于根据SPWM驱动M0S管；
[0021 ]输出模块，逆变桥M0S管，以及与所述M0S管连接的LC滤波电路；
[0022]在其中一个实施例中，所述输出模块包括：
[0023]反馈单元，用于反馈逆变电压峰值Vf(k)以及逆变电压给定值VKk);
[0024] 计算单元，用于计算偏差e(k)=Vr(k)-Vf(k);
[0025] 相加单元，用于将所述偏差值乘以一个比例系数，并将结果和调制比Μ相加；
[0026] 判断单元，用于判断所述调制比Μ是否大于最大值或小于最小值，若大于最大值， 则取最大值作为Μ值，若小于最小值，则取最小值作为Μ值；
[0027] 应用单元，用于将Μ应用于公式D=M*sin(k/n);
[0028] 调整单元，用于逆变输出电压根据占空比D而改变，稳定在给定值附近。
[0029] 在其中一个实施例中，所述生成模块具体用于根据占空比D改变逆变输出电压，以 将电压稳定在给定值附近，以输出稳定电压。
[0030] 在其中一个实施例中，所述装置使用的逆变控制环路仅采用了电压瞬时值控制。
[0031] 一种逆变电路，所述逆变电路包括：
[0032] 主控 MCU;
[0033] 与所述Μ⑶连接的驱动芯片；
[0034] 逆变桥功率管 M0SFET(或 IGBT)Q1、Q2、Q3 和 Q4;
[0035] 与所述逆变桥功率管连接的LC滤波电路。
[0036] 在其中一个实施例中，所述逆变电路还包括：
[0037] 稳定电容C1，通过直流母线与所述驱动芯片连接，以稳定输入电压。
[0038] 有益效果：
[0039] 本实用新型提出了一种改进的电压瞬时值控制方法，采用单极性调制，通过检测 逆变输出电压峰值，与给定值比较，得到偏差值A E。控制程序根据△ E实时调整调制比M，输 出对应的SPWM驱动M0S管，经过LC滤波后，输出符合要求的正弦波。外围电路简洁，成本低 廉。
【附图说明】
[0040] 图1为一种纯正弦波逆变器控制方法的方法流程图。
[0041 ]图2为一种纯正弦波逆变器控制装置的模块框图。
[0042]图3为一种逆变电路的电路图。
[0043]图4为一优选实施例中的纯正弦波逆变器控制流程图。
【具体实施方式】
[0044] 为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施 例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施仅仅用以解释本 实用新型，并不用于限定本实用新型。
[0045] 如图1所示，一种纯正弦波逆变器控制方法，所述方法包括：
[0046] S101:MCU根据正弦表生成SPIM;
[0047] S102:SP丽经过专用驱动芯片，驱动逆变桥M0SFET(或IGBT);
[0048] S103:主功率电路SP丽斩波经过LC滤波后，输出正弦波电压；
[0049] 如图4所示，在其中一个实施例中，所述SPWM通过专用驱动芯片，并驱动逆变桥 M0SFET，以及经过LC滤波后，输出正弦波电压的步骤包括：
[0050] 反馈逆变电压峰值Vf (k)以及逆变电压给定值VKk);
[0051] 计算偏差e(k)=Vr(k)-Vf(k);
[0052] 将所述偏差值乘以一个比例系数，并将结果和调制比Μ相加；
[0053] 判断所述调制比Μ是否大于最大值或者小于最小值，若大于最大值，则取最大值作 为Μ值，若小于最小值，则取最小值作为Μ值；
[0054] 将 Μ 应用于公式 D=M*sin(k/n);
[0055] 逆变输出电压根据占空比D而改变，稳定在给定值附近。
[0056] 在其中一个实施例中，所述方法包括:该逆变器控制方法所使用的逆变控制环路 仅采用了电压瞬时值控制。
[0057]在一优选的实施例中，一种纯正弦波逆变器软件控制方法，基于以下原理实现，正 弦波是单极性SPWM经过储能元件后产生的，SPWM的生成原理及波形如图2所示，由正弦波调 制波（焉::減敦承較）与三角波载波（幅值为g，频率为鱗.）比较获得的。采用规则采样 法，进行离散化后，得到输出正弦电压的公式：
[0059] 其中，是输出正弦波的瞬时电压，Μ是调制比，:?.是母线电 '·ν··' ·：?：· ':· 压，k是采样点，η是采样点总数；由公式（1)可知，若_、n-定，则可通过调整Μ来控制正弦 波瞬时电压
[0060] 一种纯正弦波逆变器软件控制方法，SPWM成数字化，通过以下方法实现:在三角波 波谷时刻％对正弦波采样得到D点，过D点作水平直线与三角波分别相交于A点和B点，在A 点的时刻％和8点时刻匕间输出高电平，其他时刻输出低电平。根据三角关系，可以得出：
[0062] 其中：_是脉冲宽度，?是三角波周期。
[0063] 在逆变器控制设计中，调制波和载波频率一定，_:时刻为第k个三角波周期（ 期内有η个矩形波，那么第k个矩形波的占空比D为：@ = X
[0064] 本实用新型提出了一种改进的电压瞬时值控制方法，采用单极性调制，通过检测 逆变输出电压峰值，与给定值比较，得到偏差值A E。控制程序根据△ E实时调整调制比M，输 出对应的SPWM驱动MOS管，经过LC滤波后，输出符合要求的正弦波。外围电路简洁，成本低 廉。
[0065] 如图2所示，一种纯正弦波逆变器控制装置，所述装置包括：
[0066] 生成模块201，用于使Μ⑶根据正弦表生成SP丽；
[0067] 驱动模块202,用于使SP丽通过专用驱动芯片，并驱动逆变桥M0SFET;
[0068] 输出模块203，主功率电路SP丽斩波经过LC滤波后，输出正弦波电压；
[0069] 在其中一个实施例中，所述输出模块包括：
[0070] 反馈单元，用于反馈逆变电压峰值Vf(k)以及逆变电压给定值VKk);
[0071 ] 计算单元，用于计算偏差e(k)=Vr(k)-Vf(k);
[0072] 相加单元，用于将所述偏差值乘以一个比例系数，并将结果和调制比Μ相加；
[0073] 判断单元，用于判断所述调制比Μ是否大于最大值或者小于最小值，若大于最大 值，则取最大值作为Μ值，若小于最小值，则取最小值作为Μ值；
[0074] 应用单元，用于将Μ应用于公式D=M*sin(k/n);
[0075] 调整单元，用于逆变输出电压根据占空比D而改变，稳定在给定值附近。
[0076] 在其中一个实施例中，所述驱动模块具体用于根据占空比D改变逆变输出电压，以 将电压稳定在给定值附近，以输出稳定电压。
[0077]在其中一个实施例中，所述装置使用的逆变控制环路仅采用了电压瞬时值控制。
[0078] 如图3所示，一种逆变电路，所述逆变电路包括：
[0079] MCU 1;
[0080] 与所述驱动Μ⑶1连接的驱动芯片2,该驱动芯片连接逆变桥M0SFET管Q1、Q2、Q3 和Q4;
[0081 ] 与所述M0SFET连接的LC滤波电路3。
[0082]在其中一个实施例中，所述逆变电路还包括：
[0083] 稳定电容C1，通过直流母线与所述驱动芯片连接，以稳定输入电压。
[0084] 以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实 施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存 在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。
[0085] 以上所述实施例仅表达了本实用新型的几种实施方式，其描述较为具体和详细， 但并不能因此而理解为对实用新型专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技 术人员来说，在不脱离本实用新型构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于 本实用新型的保护范围。因此，本实用新型专利的保护范围应以所附权利要求为准。
【主权项】
1. 一种逆变电路，其特征在于，所述逆变电路包括： 主控MCU; 与所述MCU连接的驱动芯片； 逆变桥功率管MOSFET(或IGBT)Q1、Q2、Q3和Q4; 与所述逆变桥功率管连接的LC滤波电路。2. 根据权利要求1所述的逆变电路，其特征在于，所述逆变电路还包括： 稳定电容C1，通过直流母线与所述驱动芯片连接，以稳定输入电压。3. 根据权利要求1所述的逆变电路，其特征在于，所述逆变电路还包括逆变输出电压采 样电阻，串接在逆变输出L线与GND之间。
【文档编号】H02M7/5395GK205647290SQ201620205418
【公开日】2016年10月12日
【申请日】2016年3月17日
【发明人】汤能文, 朱昌亚, 洪光岱
【申请人】天宝电子（惠州）有限公司