一种基于微处理器的逆变电源控制系统的制作方法

本实用新型属于电源控制技术领域，具体涉及一种基于微处理器的逆变电源控制系统。

背景技术：

随着信息技术的飞速发展，现代化的设备对电源系统的要求越来越严苛，也对电源系统质量提出了新的要求。由于市电电网存在着波动，干扰现象极为严重，会给一些重要的仪器设备带来不可估计的冲击，而一些设备对于电源频率具有特殊的要求，这些促使了逆变电源的出现。逆变电源是将不符合设备要求或不能很好满足设备需要的原始电能转换为高质量符合设备需求的电能，其核心技术部分为调制方式的选择和滤波器及控制器的设计。

现有的逆变电源控制系统通常存在如下问题：

A、逆变器输出波形畸变；

B、逆变器动态调节能力差；

C、逆变器因过流、过压等易损坏；

D、逆变器谐波成分较多；

E、无法调节输出频率；

技术实现要素：

本实用新型的目的在于：解决上述现有技术中的不足，提供一种基于微处理器的逆变电源控制系统，实现对逆变电源的频率调节，动态调节输入电压，解决了逆变电源输出波形畸变、波形不佳的问题。

为了实现上述目的，本实用新型采用的技术方案为：

一种基于微处理器的逆变电源控制系统，包括逆变控制板，所述逆变控制板的输出端依次连接驱动器、全桥电路和反馈电路，所述反馈电路的输出端分别连接逆变控制板和逆变电源输出端。

进一步的，上述逆变控制板包括：

微处理器，用于控制外置数模转换器输出基准正弦信号；

与微处理器的信号输出端连接的闭环反馈电路，所述闭环反馈电路的另一信号输入端连接反馈电路，所述闭环反馈电路的信号输出端连接驱动器；

与反馈电路和驱动器连接的保护电路，用于控制驱动器；

分别与微处理器、保护电路和闭环反馈电路连接的辅助电源。

进一步的，上述微处理器还连接一调节旋钮，所述调节旋钮用于调节微处理器输出信号的频率。

进一步的，上述闭环反馈电路包括

与所述微处理器连接的DAC转换器，所述DAC转换器的输出端依次连接 I-U转换电路、放大器和加法器；

与所述反馈电路连接的差分放大器，所述差分放大器通过第一带通滤波器连接所述加法器的信号输入端，所述加法器的信号输出端连接比较器的信号输入端，所述比较器的信号输出端连接驱动器。

进一步的，上述差分放大器的信号输出端还依次连接精密整流器、第二带通滤波器、第三带通滤波器、对数放大器和所述DAC转换器。

进一步的，上述保护电路包括与反馈电路连接的电压电流传感器，与所述电压电流传感器连接的整流滤波电路，所述整流滤波电路与所述比较器连接。

进一步的，上述辅助电源包括+3.3V输出端和±12V输出端，所述+3.3V输出端连接微处理器，所述±12V输出端分别连接保护电路和闭环反馈电路。

由于采用了上述技术方案，本实用新型的有益效果是：

本实用新型通过微处理器控制外置数模转换器输出基准正弦信号，且外扩调节旋钮，实现电源输出频率调节。

本实用新型的闭环反馈电路解决了逆变电源输出波形畸变、波形不佳的问题，且根据反馈信号动态调节输入信号，实现对逆变电源输出的调节。

本实用新型的保护电路用于保护逆变电源系统，防止因过流、过压等问题造成逆变电源本身的损坏或对后级负载设备的损坏。

本实用新型的保护电路和闭环反馈电路中均设有整流滤波电路，有效防止对外部信号对逆变电源控制系统的干扰；

本实用新型中，各稳压器均采用三端稳压器，其具有体积小、使用方便、可靠性高的特点。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本实用新型的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。

图1为本实用新型的微处理器电路示意图。

图2为本实用新型的闭环反馈电路信号传输示意图。

图3为本实用新型的反馈电路示意图。

图4为本实用新型的保护电路信号传输示意图。

图5为本实用新型的保护电路示意图。

图6为本实用新型的辅助电源电路示意图。

具体实施方式

为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本实用新型实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。

如图1-6所示，一种基于微处理器的逆变电源控制系统，包括逆变控制板，所述逆变控制板的输出端依次连接驱动器、全桥电路和反馈电路，所述反馈电路的输出端分别连接逆变控制板和逆变电源输出端。

进一步的，上述逆变控制板包括：

微处理器，用于控制外置数模转换器输出基准正弦信号；

与微处理器的信号输出端连接的闭环反馈电路，所述闭环反馈电路的另一信号输入端连接反馈电路，所述闭环反馈电路的信号输出端连接驱动器；

与反馈电路和驱动器连接的保护电路，用于控制驱动器；

分别与微处理器、保护电路和闭环反馈电路连接的辅助电源。

进一步的，上述微处理器还连接一调节旋钮，所述调节旋钮用于调节微处理器输出信号的频率。

进一步的，上述闭环反馈电路包括

与所述微处理器连接的DAC转换器，所述DAC转换器的输出端依次连接 I-U转换电路、放大器和加法器；

与所述反馈电路连接的差分放大器，所述差分放大器通过第一带通滤波器连接所述加法器的信号输入端，所述加法器的信号输出端连接比较器的信号输入端，所述比较器的信号输出端连接驱动器。

进一步的，上述差分放大器的信号输出端还依次连接精密整流器、第二带通滤波器、第三带通滤波器、对数放大器和所述DAC转换器。

进一步的，上述保护电路包括与反馈电路连接的电压电流传感器，与所述电压电流传感器连接的整流滤波电路，所述整流滤波电路与所述比较器连接。

进一步的，上述辅助电源包括+3.3V输出端和±12V输出端，所述+3.3V输出端连接微处理器，所述±12V输出端分别连接保护电路和闭环反馈电路。

本实用新型的工作原理：

如图1所示，本实施例中微处理器采用TI公司的STM32微处理器作为控制核心，其采用Cortex-M3内核，具有18MHzIO口翻转速度，72MHz时钟频率，计算速度1.25DMIPS/MHZ。

如图2-3所示，微处理器控制DAC转换器、通过I-U转换电路输出正余弦信号(即基波)，该模拟量通过放大器放大后进入到加法器一端；同时反馈信号通过差分放大器转化为正弦波后，一方面输入到带通滤波器，再接入到加法器另外一端，在加法器的作用下合成新的正弦信号，输入到比较器后产生 SPWM波。采用上述方案，用以解决逆变电源输出波形畸变、波形不佳等问题。

差分放大器输出正弦信号通过精密整流器后再通过两级带通滤波器，形成直流信号。该直流信号通过对数放大器，输出直流信号作为数模转换器基准电压，完成动态调节。当反馈信号减小时，DAC转换器基准将增大，则基波增大，逆变电源输出将增大；当反馈信号增大时，DAC转换器基准将减小，则基波减小，逆变电源输出将减小，构成负反馈的闭环。

如图4-5所示，电压电流传感器输出信号为交流电压，通过整流滤波处理后变换为直流信号，该直流信号通过比较器与基准电压比较输出电平信号。当直流信号高于基准电压时，比较器输出低电平；当直流信号低于基准电压时，比较器输出高电平。该电平信号即为使能信号，用以控制驱动器。驱动器控制端为低电平失能，当控制电平为低电平时，驱动器输出全低，逆变器无输出。因此，当电压、电流传感器输出电压值超出基准电压时，将关闭驱动器输出，则逆变器无输出。

如图6所示，辅助电源是将±15V直流电转换为±12V、+5V、+3.3V等直流信号，其中+3.3V为微处理器供电，±12V为反馈电路与保护电路运放及 COMS芯片供电。本设计中，各稳压器均采用三端稳压器，其具有体积小、使用方便、可靠性高的特点。