变频电源的制作方法

本发明涉及变频电源领域。

背景技术：

变频电源能够根据不同的输入电压来调整需要的输出电压，具有适应性强的优点，广泛应用于各仪器的电源供电，现有的变频电源一般对输入的交流电压进行整流、滤波后成为直流电，通过逆变电路将直流电再逆变成需要的交流电，期间是通过一控制cpu来控制spwm波形来对逆变参数进行调整，这种变频电源存在电压输出不稳定的缺点，在精密测量仪器的供电上不具有稳定性，会对测量或者实验等造成影响甚至产生误差。

技术实现要素：

本发明的目的在于至少解决现有技术中存在的技术问题之一，提供一种变频电源，能够输出稳定的电压。

本发明的一种实施例解决其技术问题所采用的技术方案是：变频电源，包括主回路和控制回路，所述主回路包括整流模块、与整流模块电性连接逆变模块以及与逆变模块电性连接的变压模块，所述整流模块与电源输入端电性连接，变压模块与电源输出端电性连接，所述逆变模块包括顺次电性连接的逆变板、驱动板以及波形板，逆变板的输入端与整流模块电性连接，逆变板的输出端与变压模块电性连接，所述主回路包括控制器、控制器供电模块以及采样模块，所述控制器供电模块分别与控制器以及电源输入端电性连接，采样模块分别与电源输出端以及控制器电性连接，波形板与控制器电性连接。

进一步地，所述整流模块与逆变模块设置有第一滤波电路，所述第一滤波电路包括若干个串联的第一滤波电容。

作为优选，所述逆变板包括由igbt和吸收电容组成的逆变电路。

进一步地，所述变压模块与电源输出端之间设置有第二滤波电路。

作为优选，所述控制器包括fpga板以及与fpga板电性连接的主板，所述主板分别与控制器供电模块、波形板以及采样模块电性连接。

进一步地，所述变频电源还包括显示模块，所述显示模块与fpga板电性连接。

进一步地，所述变频电源还包括散热器，所述散热器与fpga板电性连接。

作为优选，所述采样模块包括输出采样板以及与所述输出采样板电性连接的电流互感器，输出采样板的输入端与电源输出端电性连接，输出采样板的输出端与与控制器电性连接。

进一步地，所述变频电源还包括与控制器电性连接的通讯模块。

作为优选，所述通讯模块可以是rs232通讯板或gpib通讯板或ethernet通讯板。

本发明的有益效果：变频电源，包括主回路和控制回路，所述主回路包括整流模块、与整流模块电性连接逆变模块以及与逆变模块电性连接的变压模块，所述整流模块与电源输入端电性连接，变压模块与电源输出端电性连接，所述逆变模块包括顺次电性连接的逆变板、驱动板以及与驱动板电性连接的波形板，逆变板的输入端与整流模块电性连接，逆变板的输出端与变压模块电性连接，所述主回路包括控制器、控制器供电模块以及采样模块，所述控制器供电模块分别与控制器以及电源输入端电性连接，采样模块分别与电源输出端以及控制器电性连接，波形板与控制器电性连接；通过波形板和驱动板对控制器输出至逆变板上的spwm调制波进行修正，令输出的电压更精确和稳定。

附图说明

下面结合附图和实施例对本发明进一步地说明；

图1为变频电源的原理框图。

具体实施方式

本部分将详细描述本发明的具体实施例，本发明之较佳实施例在附图中示出，附图的作用在于用图形补充说明书文字部分的描述，使人能够直观地、形象地理解本发明的每个技术特征和整体技术方案，但其不能理解为对本发明保护范围的限制。

在本发明的描述中，需要理解的是，涉及到方位描述，例如上、下、前、后、左、右等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

在本发明的描述中，若干的含义是一个或者多个，多个的含义是两个以上，大于、小于、超过等理解为不包括本数，以上、以下、以内等理解为包括本数。如果有描述到第一、第二只是用于区分技术特征为目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量或者隐含指明所指示的技术特征的先后关系。

本发明的描述中，除非另有明确的限定，设置、安装、连接等词语应做广义理解，所属技术领域技术人员可以结合技术方案的具体内容合理确定上述词语在本发明中的具体含义。

参照图1，变频电源，包括主回路10和控制回路20，所述主回路10包括整流模块、与整流模块电性连接逆变模块30以及与逆变模块30电性连接的变压模块，所述整流模块与电源输入端电性连接，变压模块与电源输出端电性连接，所述逆变模块30包括顺次电性连接的逆变板、驱动板以及波形板，逆变板的输入端与整流模块电性连接，逆变板的输出端与变压模块电性连接，所述主回路10包括控制器、控制器供电模块以及采样模块，所述控制器供电模块分别与控制器以及电源输入端电性连接，采样模块分别与电源输出端以及控制器电性连接，波形板与控制器电性连接。

在本发明中，变频电源的工作过程如下：整流模块对电源输入端输入的交流电进行整流，将交流电变换成直流电，再经过逆变模块的逆变，将直流电变换成交流电，最后经过变压模块的升降压后输出至负载，控制器输出spwm调制波来控制逆变模块；本发明区别于现有技术的特征在于逆变模块包括逆变板、驱动板以及波形板，控制器包括fpga板和主板，主板对控制器电源模块提供的电压变换为控制器各个板所需的电压，一般包括5v、12v以及-12v等，同时将主板控制信号通过da和电平转换电路发送到相关模块；所述波形板将主板的给定的波形和返回的波形进行合成，同时能够根据驱动板发送过来的保护信号锁定spwm调制波，而驱动板根据波形板发送过来的最终spwm波形来驱动逆变板上的逆变电路，实现了对逆变过程的修正，令输出的电压更稳定，波形更完好。

所述整流模块与逆变模块30设置有第一滤波电路，所述第一滤波电路包括若干个串联的第一滤波电容；整流模块设置为整流桥，通过整流桥将电源输入端输入的交流电变换成直流电，具有结构简单的优点，交流电在转换成直流电的过程中会带有较大的纹波，第一滤波电容能够吸收所产生的的纹波，作为本发明的进一步改进，为了能够令每个第一滤波电容上的分压保持一致，在每个第一滤波电容上放置阻值相等的均压电阻，提高了安全性，防止第一滤波电容在工作过程中收到干扰造成施加在第一滤波电容上的电压超过了第一滤波电容的耐压值。

所述逆变板包括由igbt和吸收电容组成的逆变电路；igbt为开关器件，将输入的直流电逆变为spwm波，具有逆变效果好，结构简单的优点，同时，作为本发明的进一步改进，逆变板上设置吸收电容，能够吸收逆变过程中产生的尖峰，令输出的波形更加稳定和完整。

所述变压模块与电源输出端之间设置有第二滤波电路；所述变压模块包括变压器，变压器起到变压和隔离的作用，第二滤波电路包括第二滤波电容，同时，变压器的漏感与第二滤波电容共同组成了一个低通滤波系统，能够将逆变输出的spwm滤波成平滑的正弦波。

所述控制器包括fpga板以及与fpga板电性连接的主板，所述主板分别与控制器供电模块、波形板以及采样模块电性连接；所述fpga板为处理中心，采样模块、控制器电源模块以及波形调制等控制流程和操作等均通过fpga板来控制，同时，fpga板为可编程板，能够根据需求进行程序的更改，达到其他控制效果，具有较大的通用性，而主板能够将采样模块所采集的数据进行a/d转换后发送至fpga板进行采集和处理，同时还能将fpga板产生的spwm调制波通过d/a转换后发送到波形板进行控制。

所述变频电源还包括显示模块，所述显示模块与fpga板电性连接；通过显示模块能够将变频电源当前的输入电压、输出电压等数据进行显示，供使用者进行数据的读取，作为本发明的进一步改进，可包括控制面板，控制面板上设置有控制按钮，能够对所需的输出电压进行调节。

所述变频电源还包括散热器，所述散热器与fpga板电性连接；由于本发明的电压输出范围在10v-380v，大电压的转换将产生较为可观的热量，可通过fpga板对散热器的通断进行控制，同时对变频电源的温度进行检测，在温度达到一定值时启动散热器进行散热，在低电压转换时不需要散热，智能检测，能够节约能源，降低变频电源的功耗。

所述采样模块包括输出采样板以及与所述输出采样板电性连接的电流互感器，输出采样板的输入端与电源输出端电性连接，输出采样板的输出端与与控制器电性连接；输出采样模块能够对电源输出端的电压等进行数据采集，再将所采集的数据发送至控制器，通过控制器对该数据进行处理，反馈至波形板，电流互感器能够将电流的采样值经过变换后发送至采样板，实现电流的采样。

所述变频电源还包括与控制器电性连接的通讯模块；本发明可通过通讯模块与上位机进行数据通讯，将变频电源的数据上传到上位机，方便用户对变频电源数据的整合与监控。

所述通讯模块可以是rs232通讯板或gpib通讯板或ethernet通讯板；采用集成化的通讯板，能够简化设计难度，同时还具有兼容性高的优点，适配不同的产品。

上面结合附图对本发明实施例作了详细说明，但是本发明不限于上述实施例，在所述技术领域普通技术人员所具备的知识范围内，还可以在不脱离本发明宗旨的前提下作出各种变化。