一种小功率汽油发电机智能控制系统的制作方法

本实用新型属于发电机领域，尤其涉及一种小功率汽油发电机智能控制系统。

背景技术：

发电机主要是以发动机和发电机为主体而构成，利用将汽油燃烧产生的化学能，通过驱动发动机做功，带动内部发电机中的转子在定子所形成的旋转磁场中周而复始的切割磁感线，并依据电磁感应原理，将产生感应电动势的两端引出，且接入闭合回路后输出电能的一种供电设备。

我国的发电机与欧美以及日本的知名企业生产的发电机还是有很大的差距，差距主要体现在逆变部分和智能控制方面，尤其后者，智能控制是发电机发展的必然方向。

技术实现要素：

实用新型目的：本实用新型旨在解决上述难题，提出一种小功率汽油发电机智能控制系统。

技术方案：一种小功率汽油发电机智能控制系统，包括汽油发电机、三相半控整流电路、全桥单相逆变电路、LC低通滤波电路、负载和DSP微处理芯片，所述汽油发电机、所述三相半控整流电路、所述全桥单相逆变电路、所述LC低通滤波电路和所述负载依次连接，所述DSP微处理芯片的第一输出端连接有油门控制电路，第二输出端连接有IGBT管驱动电路，第三输出端连接有报警显示电路，所述DSP微处理芯片的第一输入端连接有辅助电源电路，第二输入端连接有频率检测电路，第三输入端连接有温度检测电路，第四输入端连接有过流检测电路，第五输入端连接有电压、电流采样电路；所述油门控制电路的输出端连接至所述汽油发电机，所述辅助电源电路的输入端连接有所述汽油发电机，所述辅助电源电路的第一输出端连接有油门控制电路，第二输出端连接有频率检测电路，第三输出端连接有温度检测电路，所述IGBT管驱动电路的输出端连接至所述全桥单相逆变电路的输入端，所述过流检测电路的输入端连接至所述全桥单相逆变电路的输出端，所述电压、电流采样电路的输入端连接有所述负载。

进一步的，所述DSP微处理芯片采用TMS320F2812芯片。

进一步的，所述IGBT管驱动电路采用IR2113S驱动芯片。

进一步的，所述辅助电源能够分别提供15V、9.5V、5V、3.3V和1.8V五种直流电压。

进一步的，所述汽油发电机的输出电压为100V-300V，频率为300Hz-700Hz的三相交流电。

进一步的，所述负载输入的是120V/60Hz的正弦交流电

有益效果：本实用新型的小功率汽油发电机智能控制系统实现了一种低成本、高效率的小功率汽油发电机的智能控制系统。

附图说明

图1系统原理框图。

图2整流逆变滤波部分电路图。

图3过流检测电路。

图4电压、电流采样电路。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型进行进一步的说明。

如图1所示，一种小功率汽油发电机智能控制系统，包括汽油发电机1、三相半控整流电路2、全桥单相逆变电路3、LC低通滤波电路4、负载5和DSP微处理芯片6，汽油发电机1、三相半控整流电路2、全桥单相逆变电路3、LC低通滤波电路4和负载5依次连接，DSP微处理芯片6的第一输出端连接有油门控制电路7，第二输出端连接有IGBT管驱动电路8，第三输出端连接有报警显示电路14，DSP微处理芯片6的第一输入端连接有辅助电源电路8，第二输入端连接有频率检测电路9，第三输入端连接有温度检测电路10，第四输入端连接有过流检测电路12，第五输入端连接有电压、电流采样电路13；油门控制电路7的输出端连接至汽油发电机1，辅助电源电路8的输入端连接有汽油发电机1，辅助电源电路8的第一输出端连接有油门控制电路7，第二输出端连接有频率检测电路9，第三输出端连接有温度检测电路10，IGBT管驱动电路11的输出端连接至全桥单相逆变电路3的输入端，过流检测电路12的输入端连接至全桥单相逆变电路3的输出端，电压、电流采样电路13的输入端连接有负载5。

如图2、图3、图4所示，三相整流电路的种类是多种多样的，依据元器件的构成可分为三相不控、半控、全控整流电路三类；若以电路构成方式又有半波、桥式两种。综合成本和效率考虑，选择三相半控整流电路，其主要是由三个共阴极晶闸管和三个共阳极的二极管连接而成。在整流工作过程中，当某一晶闸管两端具有最大相电压且其控制极同时被触发时将导通，电流将通过同一时刻相电压最低的二极管流回三相电源的另一相形成闭合回路。但由于晶闸管本身的过压性能较差，易受到外界信号干扰，如因发电机转速不稳引起的电压不稳。一旦其瞬间产生的电压上升率高于晶闸管的断态电压临界上升率后，即使没有提供门极触发信号，其也会导通。因此为了减小出现此现象的概率，本新型中并接RC串联缓冲电路。

全桥单相逆变电路具有输出功率大，开关管两端的压降较小的特点，本实用新型利用DSP处理器的PWM模块产生的两对互补SPWM波(PWM1、PWM2、PWM3、PWM4)，以驱动Q₁、Q₂、Q₃、Q₄四个开关管，且为了保证实现最终的获得准确的逆变效果，应满足Q₁、Q₃以及Q₂、Q₄两组开关管的开通与截止是互补的，显然，当Q₁、Q₄同时导通，其将与电感、负载形成闭合回路，直流电压VCC接入负载的正向端；同理，若Q₂、Q₃同时导通，其将与电感、负载形成闭合回路，此时直流电压VCC接入负载的反向端，从而实现在负载上获得交变电压。

IGBT管驱动电路是否能正常工作决定了整个逆变的结果，其是逆变的关键，由于DSP微处理器的输出电压相比较本设计所采用的IGBT管中栅极阈值电压而言明显偏小，同时为确保安全，还应在系统的控制环节和电路环节添加隔离部分，综合考虑以上两方面的原因，采用驱动芯片IR2113S，其主要包括高、低端功率晶闸管驱动级、输入逻辑以及电平转换器四部分。

辅助电源部分的目的就是为了能提供实现所有功能电路以及控制芯片正常工作时所需的工作电源，能够分别提供15V、9.5V、5V、3.3V和1.8V五种直流电压。

油门控制电路的作用在于通过调速器控制油门的开度，因此其核心是调速器。

频率检测电路和温度检测电路作用在于实时检测辅助电源的输出频率和自身温度，防止出现故障。

过流检测电路作用是通过查验流过IGBT开关管上的电流值有没有过大，以达到防止逆变环节出现故障的目的。

电压、电流采样电路是对输出负载中的电压和电流进行采样，目的是对整机系统起到闭环反馈的作用。

报警显示电路是对系统报警信号进行直观显示作用，在具体实施例中我们采用LCD显示屏进行显示。

在具体实施例中，汽油发电机发出的一定电压(180V-300V)，频率(300Hz-700Hz)的三相交流电经整流后转换成直流196V，而逆变电路是采用DSP输出的互补SPWM信号，且其经过IR2113S放大后作用于全桥逆变电路而实现，并最后将逆变所产生的交流信号通过滤波电路清除谐波。同时，辅助电源全部来自于整流后的直流约196V，经过处理后产生满足硬件电路所需的多种直流工作电源，这一定程度上优化了硬件设计。汽油发电机系统运行的整个过程中还包含温度、电压、电流、转速等信号反馈电路，通过对其的实时处理，只要产生不正常的情形便立刻发出报警信号，并且根据不同故障情况采取相应的措施。

尽管本实用新型就优选实施方式进行了示意和描述，但本领域的技术人员应当理解，只要不超出本实用新型的权利要求所限定的范围，可以对本实用新型进行各种变化和修改。