一种实现SPWM驱动电子器件的模拟电路的制作方法

本实用新型涉及实验装置中模拟电路的技术领域，尤其涉及一种实现SPWM驱动电子器件的模拟电路。

背景技术：

《电力电子》课程是电气工程学科中重要课程之一，在学生初始的学习过程中对功率器件的特性不易掌握，特别是电力电子器件应用于逆变电路时正弦波面积等效原理输出SPWM电压不易于初学者掌握。全数字化SPWM驱动信号产生中调制波与三角波交点决定功率器件的导通和截止，而由调制波和三角波组成的方程为超越方程，难于求解它们的交点。

为此，本实用新型采用基于模拟电路生成三角波和正弦波，通过比较器直接比较求取三角波和正弦波的交点产生驱动功率器件的SPWM信号，简化了SPWM算法，让学生易于掌握电力电子功率器件的特性、逆变原理和滤波原理。

技术实现要素：

本实用新型的一个目的是为了克服上述现有技术的不足，进而提供一种实现SPWM驱动电子器件的模拟电路，电路构造简单，通过比较器直接比较求取三角波和正弦波的交点产生驱动功率器件的SPWM信号，让学生易于掌握电力电子功率器件的特性、逆变原理和滤波原理。

本实用新型的技术方案：

一种实现SPWM驱动电子器件的模拟电路，包括三角波发生器、模拟正弦波发生器、比较器、主电路、驱动电路、LC滤波器，所述三角波发生器和所述模拟正弦波发生器均与所述比较器电性连接，所述比较器通过所述驱动电路与所述主电路电性连接，所述LC滤波器与所述主电路中的功率变换器的输出端电性连接，所述LC滤波器可将所述功率变换器产生的SPWM波形输出为正弦波交流电。

进一步地，所述主电路包括单相电源、变压器、整流器、功率变换器，所述单相电源与所述变压器、整流器、功率变换器依次电性连接。

进一步地，所述单相电源提供的电压为220V，经所述变压器变压后为20V。

进一步地，所述功率变换器同一桥臂的上下功率器件的驱动信号由并联匹配电容设置2微秒延时时间。

进一步地，经所述LC滤波器将所述功率变换器输出的SPWM波形电压转换为标准的正弦波电压。

本实用新型相对于现有技术具有以下有益效果：本实用新型公开的实现SPWM驱动电子器件的模拟电路，电路构造简单，包括三角波发生器、模拟正弦波发生器、比较器、主电路、驱动电路、LC滤波器，三角发生器和模拟正弦波发生器均与比较器电性连接，模拟正弦波发生器发出的正弦波调制信号和三角波发生电路产生的三角波载波信号经比较器比较后产生功率器件的SPWM驱动信号；SPWM驱动信号经光耦隔离驱动功率变换电路的功率器件；最后经LC滤波器可将功率变换器输出的SPWM电压转换为正弦波电压。本实用新型通过比较器直接比较求取三角波和正弦波的交点产生驱动功率器件的SPWM信号，让学生易于掌握电力电子功率器件的特性、逆变原理和滤波原理。

本实用新型的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过实用新型的实践了解到。

附图说明

图1是本实用新型实施例的电路连接示意框图；

图2是本实用新型实施例的正弦波发生器的原理图；

图3是本实用新型实施例的三角波发生器的原理图；

图4是本实用新型实施例的三角波与正弦波经比较器输出SPWM驱动信号的原理图；

图5是本实用新型实施例的SPWM驱动信号生产原理图；

图中1-三角波发生器；2-模拟正弦波发生器；3-比较器；4-主电路；5-驱动电路；6-LC滤波器；7-单相电源；8-变压器；9-整流器；10-功率变换器。

具体实施方式

以下将结合附图对本实用新型进行详细说明。

结合图1至图5所示，本实施例公开的实现SPWM驱动电子器件的模拟电路，包括三角波发生器1、模拟正弦波发生器2、比较器3、主电路4、驱动电路5、LC滤波器6，三角波发生器1与比较器3电性连接，模拟正弦波发生器2与比较器3电性连接，三角波发生器1用于发出三角波载波信号，模拟正弦波发生器2用于发出正弦波调制信号；比较器3接收到三角波发生器1的三角波载波信号和模拟正弦波发生器2的正弦波调制信号后，经比较器3比较后可产生功率器件的SPWM驱动信号；比较器3通过驱动电路5与主电路4电性连接，优选地，主电路4包括单相电源7、变压器8、整流器9、功率变换器10，单相电源7与变压器8、整流器9、功率变换器10依次电性连接，单相电源7为整套电路提供电源，单相电源7可直接采用标准的220V交流电源，为保证实验过程的安全，设置变压器8，将单相电源7的220V电压降至安全电压20V，且整流器9可将单相电源7的交流电源整流为直流，并为LC滤波器6供电。

LC滤波器6与主电路4中的功率变换器10的输出端电性连接，驱动电路5与主电路4中的功率变换器10的输入端电性连接，优选地，功率变换器10同一桥臂的上下两个功率开关器件总是互补导通和关断的，在上下桥臂的导通和关断中间加入了一段死区延时，延时时间为2微妙，以防止同一桥臂在换相时上下桥臂的直通；经LC滤波器6将功率变换器10输出的SPWM波形电压转换为标准的正弦波电压，可直观地供学生参考学习。

本实用新型采用三角波发生器和模拟正弦波发生器，分别产生三角波载波信号和正弦波调制信号经比较器产生功率器件的SPWM驱动信号，从而简化数字化控制的计算载波与调制波交点产生功率器件SPWM驱动信号的不精确算法。本实用新型的目的是利用模拟电路帮助学生理解关键功率器件特性和逆变原理及为了获得正弦波电源所采用的滤波器工作原理。

以上实施例只是对本专利的示例性说明，并不限定它的保护范围，本领域技术人员还可以对其局部进行改变，只要没有超出本专利的精神实质，都在本专利的保护范围内。