一种通用型小功率变频器的制造方法
【专利摘要】本实用新型公开了一种通用型小功率变频器，本实用新型主要是涉及了一种低硬件成本，操作使用方便的通用型小功率变频器，本实用新型变频器主要由主电路、控制电路、和驱动电路构成，其中主电路采用交-直-交电压源型；控制电路主要由P87LPC769八位单片机产生SPWM波进行控制；而驱动电路则采用成本相对低廉的分立元件组成驱动电路。本实用新型通用小功率变频器,具有电路简单、硬件成本低、运行可靠,通用性好，可以实现连续平滑调速,能够满足一般小型电机的驱动要。
【专利说明】一种通用型小功率变频器
【技术领域】
[0001]本实用新型一种通用型小功率变频器主要是为小功率电动机设计了一种低硬件成本，操作使用方便的通用型小功率变频器，本实用新型属于变频器领域。
【背景技术】
[0002]变频器的核心是产生SPWM波的控制电路，控制电路有三种:模拟调制器法、专用集成芯片法和微机生成法。目前市场上的变频器较多采用高性能的微处理器或SPWM专用集成芯片，虽然有利于提高交流调速系统的性能，但是体积大、价格高。在一些设备体积不大、负载电机功率较小的场合，需要一种嵌入式、小型化的变频调速单元。这类变频器要求体积小、价格低，但输出频率的变化范围较小，人机界面功能要求低，如转速显示、数字设定等均不要求。因此采用价格低廉的8位单片机实现控制就显得尤为合适。本文介绍采用Philip s P87LPC7698位单片机按查表法生成SPWM控制脉冲列的方法及系统构成原理。该系统具有硬件简单、体积小、性价比高的优点，适用于小功率电机的变频调速。
实用新型内容
[0003]本实用新型针对上述现有技术的不足，提供设计了一种小功率变频器的制造方法。这这种小功率扁平器具有成本低、操作使用简单，控制可靠的优点。
[0004]本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是:采用结构简单的电路，以及低成本的硬件电子元器件，驱动小功率电动机的变频器进行优化设计，使变频器能够基本满足小功率电动机的驱动要求。
[0005]一种通用型小功率变频器，其由主电路、控制电路、驱动电路构成；所述的主电路采用交-直-交电压源型，整流环节主要由一个三相整流桥式电路构成；中间直流环节由大容量电容构成；逆变桥采用6只MOSFET器件构成；所述的控制电路由八位单片机核心控制芯片、电位器、AD转换电路、过压过流保护电路构成；所述的驱动电路由二极管、开关管、三极管、电容组成简单的驱动电路。
[0006]其中，所述的主电路的逆变桥采用6个日立的2SK2225场效用管器件。
[0007]其中，所述的控制电路核心控制芯片采用飞利浦公司的P87LPC769八位单片机芯片。
[0008]其中，所述的驱动电路低压侧由电源供电，使用二极管和自举电容进行充放电，作为高压侧的开关管电源驱动，高压侧的开关管使用耐压高的三极管进行控制。
[0009]由于是简单的小功率变频器因此采用P87LPC769八位单片机控制芯片就足够使用，使用这种单片机可以极大的降低生产成本，而且还不影响产品功能的使用，驱动电路使用分立元件，简单的三极管和自举电容构成，也极大的降低了生产成本。
[0010]本实用新型的有益效果是:本实用新型一种通用型小功率变频器，具有硬件成本低、价格低廉，通用性好，操作控制简单，使用可靠的优点。
【专利附图】
【附图说明】
[0011]图1为本实用新型一种通用型小功率变频器系统电路图
[0012]图2为本实用新型一种通用型小功率变频器载波脉冲图
【具体实施方式】
[0013]下面结合附图及实施例描述本实用新型【具体实施方式】:
[0014]图1示出了本实用新型的一个具体实施例，如图1所示，主要由主电路、控制电路、驱动电路构成:
[0015]所述的主电路采用交-直-交电压源型，整流环节主要由一个三相整流桥式电路构成；中间直流环节主要由大容量电容以及辅助元件构成；逆变桥采用6只MOSFET器件构成；
[0016]所述的控制电路主要由八位单片机核心控制芯片、电位器、AD转换电路、过压过流保护电路构成；
[0017]所述的驱动电路主要由分立元件构成，高压侧驱动是通过自举驱动方法，主要由自举电容和三极管构成。
[0018]主电路采用交-直-交电压源型。整流环节主要由一个三相整流桥式电路构成；中间直流环节主要由大容量电容以及辅助元件构成；逆变桥采用6只MOSFET器件，MOSFET具有开关速度快、损耗低、驱动功率小、价格低廉等优点，特别适合于小功率变频器。控制电路采用Philip s公司的P87LPC7698位单片机产生SPWM波。P87LPC769是一种80C51改进型MCU，运行速度为标准80C51的两倍，具有较宽的操作电压范围，4通道8位A/D转换器，并提供可编程I/O 口输出模式选择和内部看门狗定时器，4K存储空间。频率由电位器设定，通过P0.4 口的A/D转换器得到相对应的数字量。因为A/D转换器为8位，故频率调整共有256级(28)。直流侧的电压信号输入到P0.5 口的A/D转换器中，以实现欠压、过压保护。过流保护信号经过一个比较器检测后作为外部中断源，输入到INTO 口 P0.0?P0.3、P0.6、P0.7开漏输出控制六个M0SFET，高电平关闭，低电平则为开通。Pl.0 口和Pl.2 口分别作为开、关机和正、反转的输入口，使用开关霍尔元件AH44E产生隔离的输入信号。Pl.1作为故障指示灯的输出口，高电平点亮发光二极管。Pl.7 口作为故障保护输出口，当出现故障时在封锁逆变桥输出的同时，Pl.7 口输出高电平使信号继电器动作，输出故障连锁保护信号。考虑到选择的PWM开关频率较低，MOSFET驱动比较容易，为了降低成本，本文并没有使用专用的驱动集成电路，而是使用少量的分立元件组成驱动电路，如图1所示(图中仅画出A相高、低侧的驱动电路)。高压侧驱动电路是基于自举驱动的方法:当低压侧功率开关管导通时，固定电源VDD(+15 V)通过一个二极管对自举电容C充电，当低压侧功率开关管关断时，自举电容C所充电压成为一个悬浮电源，作为高压侧功率开关管的驱动电源，使用一个耐压较高的三极管即可以控制功率开关管的开关。低压侧仅使用一个三极管进行电平转移，即可以控制低压侧功率开关管的开关。微机生成SPWM有两种方法:实时计算法和查表格法。因为8位单片机的指令执行速度不快，运算精度不高，所以使用实时计算方法很困难，故采用查表格法较为合适。查表法的实现方法很多，文献作了详细的说明。考虑8位单片机的程序存储空间都较为有限，在不使用外扩存储器的前提下，本文使用表格型SPWM生成方法，具有简单易行和数据量少的优点。
[0019]上面结合附图对本实用新型优选实施方式作了详细说明，但是本实用新型不限于上述实施方式，一切以本实用新型的思想为基础进行的在本领域普通技术人员所具备的知识范围内的改进都落在本实用新型的保护范围内。
[0020]不脱离本实用新型的构思和范围可以做出许多其他改变和改型。应当理解，本实用新型不限于特定的实施方式，本实用新型的范围由所附权利要求限定。
【权利要求】
1.一种通用型小功率变频器，其特征在于:由主电路、控制电路、驱动电路构成； 所述的主电路采用交-直-交电压源型,整流环节主要由一个三相整流桥式电路构成；中间直流环节由大容量电容构成；逆变桥采用6只MOSFET器件构成； 所述的控制电路由八位单片机核心控制芯片、电位器、AD转换电路、过压过流保护电路构成； 所述的驱动电路由二极管、开关管、三极管、电容组成简单的驱动电路。
2.如权利要求1所述的一种通用型小功率变频器，其特征在于:所述的主电路的逆变桥米用6个日立的2SK2225场效用管器件。
3.如权利要求1所述的一种通用型小功率变频器，其特征在于:所述的控制电路核心控制芯片采用飞利浦公司的P87LPC769八位单片机芯片。
4.如权利要求1所述的一种通用型小功率变频器，其特征在于:所述的驱动电路低压侧由电源供电，使用二极管和自举电容进行充放电，作为高压侧的开关管电源驱动，高压侧的开关管使用耐压高的三极管进行控制。
【文档编号】H02P1/40GK204068774SQ201420484140
【公开日】2014年12月31日 申请日期:2014年8月26日 优先权日:2014年8月26日
【发明者】刘思佳 申请人:刘思佳