一种逆变器输出电压过冲抑制方法与流程

本发明涉及逆变器，具体为一种逆变器输出电压过冲抑制方法。

背景技术：

1、逆变器是把直流电能(电池、蓄电瓶)转变成交流电(一般为220v，50hz正弦波)。它由逆变桥、控制逻辑和滤波电路组成。它其实与转化器是一种电压逆变的过程。广泛适用于办公设备，生活电器，或需要给电池。逆变器主要分为两类，一类是按波弦性质分，另一类是按照源流性质分。逆变器的特点是转换效率高、启动快，安全性能好，物理性能良好，带负载适应性与稳定性强。

2、户外便携式储能电源可在户外为手机、平板、笔记本电脑、无人机、电水壶，手电钻，电锯等设备供电；

3、现有的技术方案，如图1所示，通过dsp数字处理器完成输出电压过冲调节功能，首先通过硬件电路来检测输出电压，将电压信号输出给dsp数字处理器，dsp数字处理器通过内部软件控制spwm波实现输出电压调控，达到限压目的。现有方案的缺点如下：dsp数字处理器成本较高，信号处理延迟，逻辑、算法较为复杂导致逐周期限压不及时，限压效果不佳。

4、为了适应更多负载类型，提升用户户外作业效率，加强产品使用可靠性，因此我们需要提出一种逆变器输出电压过冲抑制方法。

技术实现思路

1、本发明的目的在于提供一种逆变器输出电压过冲抑制方法，逆变器采用输出电压采样信号通过与比较器基准电压进行比较硬件处理方式，及时的把电压过冲信号报给mcu，响应速度快，稳定可靠，有效保护用户用电设备的器件安全，且占用mcu资源少，成本低，编程逻辑清晰，通用低成本mcu，能够解决单独采用软件方式时，无法很好地实现逐周期限压的技术问题，以解决上述背景技术中提出的问题。

2、为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种逆变器输出电压过冲抑制方法，包括如下步骤：

3、s1、当便携式储能逆变器卸载时，主功率器件模块输出负载r26断开，输出电压采样模块采集的电压信号一路信号传输至输出电压过冲检测模块，另一路信号传输至送给mcu控制器；

4、s2、当输出电压采样电路采集的电压信号值超过阈值电压时，输出电压过冲检测模块开始作用，一路信号控制硬件驱动电路模块调节spwm信号占空比；

5、s3、另一路信号传输给mcu控制器，硬件优先动作后，mcu控制器再直接控制硬件驱动电路模块调节spwm信号占空比，调节输出电压幅值，达到逐步驱动周期限制输出电压过冲目的。

6、优选的，通过逆变器输出电压过冲抑制系统实现，所述逆变器输出电压过冲抑制系统包括mcu控制器、输出电压过冲检测模块、输出电压采样模块、驱动电路模块和主功率器件模块，所述mcu控制器、驱动电路模块、主功率器件模块、输出电压采样模块和输出电压过冲检测模块依次连接成一个闭合回路，所述mcu控制器包括控制芯片u4a，且所述输出电压过冲检测模块与驱动电路模块连接，所述输出电压采样模块与mcu控制器连接。

7、优选的，所述输出电压过冲检测模块包括比较器u1a和比较器u1b，所述u1a的3脚与u1b的6脚连接，且u1a的3脚与u1b的6脚上分别连接有电阻r12和电容c4，所述u1a的2脚上分别连接有接地的电阻r11和接3.3v的电阻r1，所述u1b的5脚上分别连接有接地的电阻r24和接3.3v的电阻r23。

8、优选的，所述u1a的1脚上分别连接有接5v的电阻r2、二极管d2、以及两个串联的二极管d1，所述d2的一端连接有r27，所述r27的一端连接有三极管q5，所述u1b的7脚上分别连接有二极管d3和接5v的电阻r21，其中一个所述二极管d1连接在电阻r21和二极管d3之间，所述二极管d3的一端连接有电阻r28，所述r28的一端连接有三极管q6，两个所述二极管d1之间连接有并联设置且接地的电阻r22和电容c5，且二极管d1连接在控制芯片u4a的41脚上。

9、优选的，所述输出电压采样模块包括依次串联的电阻r3、r4、r5、r6、r7、r8、r9和r10，依次串联的r14、r15、r16、r17、r18、r19和r20，以及比较器u2b，所述r10上并联设置有接地的电容c2，所述u2b的5脚连接在r10的一端，所述u2b的6脚和7脚之间并联设置有电容c6和电阻r25，且r20的一端连接在u2b的6脚上，所述u2b的7脚上连接有电阻r13，所述r13的一端连接有接地的电容c3，且r13的一端分别连接在u4a的10脚上以及比较器u1a的3脚和比较器u1b的6脚之间。

10、优选的，所述驱动电路模块包括与q5连接的驱动芯片u2以及与q6连接的驱动芯片u3，所述驱动芯片u2的12脚连接在u4a的29脚上，驱动芯片u2的14脚连接在u4a的31脚上，所述驱动芯片u3的12脚连接在u4a的30脚上，驱动芯片u3的14脚连接在u4a的32脚上。

11、优选的，所述主功率器件模块包括连接成闭合回路的三极管q1、q2、q3和q4，所述q1和q3之间连接有电感l1，所述电感l1的一端与q2和q4的接线端之间并联设置有滤波电容c1和电阻r26；

12、所述q1连接在驱动芯片u2的8脚上，所述q3连接在在驱动芯片u2的1脚上，所述q2连接在驱动芯片u3的8脚上，所述q4连接在驱动芯片u3的1脚上。

13、优选的，所述三极管q5用于控制输入驱动一信号，逐周期限压时调节q1和q3驱动信号spwm占空比，三极管q6用于控制输入驱动二信号，逐周期限压时调节q2和q4驱动信号spwm占空比。

14、优选的，所述驱动芯片u2输出a1信号驱动三极管q1，驱动芯片u2输出a3信号驱动三极管q3，所述驱动芯片u3输出a2信号驱动三极管q2，驱动芯片u3输出a4信号驱动三极管q4。

15、与现有技术相比，本发明的有益效果是：

16、本发明逆变器采用输出电压采样信号通过与比较器基准电压进行比较硬件处理方式，及时的把电压过冲信号报给mcu，响应速度快，稳定可靠，有效保护用户用电设备的器件安全，且占用mcu资源少，成本低，编程逻辑清晰，通用低成本mcu，能够解决单独采用软件方式时，无法很好地实现逐周期限压的技术问题。

技术特征：

1.一种逆变器输出电压过冲抑制方法，其特征在于，包括如下步骤：

2.根据权利要求1所述的一种逆变器输出电压过冲抑制方法，其特征在于：通过逆变器输出电压过冲抑制系统实现，所述逆变器输出电压过冲抑制系统包括mcu控制器(10)、输出电压过冲检测模块(20)、输出电压采样模块(30)、驱动电路模块(50)和主功率器件模块(90)，所述mcu控制器(10)、驱动电路模块(50)、主功率器件模块(90)、输出电压采样模块(30)和输出电压过冲检测模块(20)依次连接成一个闭合回路，所述mcu控制器(10)包括控制芯片u4a，且所述输出电压过冲检测模块(20)与驱动电路模块(50)连接，所述输出电压采样模块(30)与mcu控制器(10)连接。

3.根据权利要求2所述的一种逆变器输出电压过冲抑制方法，其特征在于：所述输出电压过冲检测模块(20)包括比较器u1a和比较器u1b，所述u1a的3脚与u1b的6脚连接，且u1a的3脚与u1b的6脚上分别连接有电阻r12和电容c4，所述u1a的2脚上分别连接有接地的电阻r11和接3.3v的电阻r1，所述u1b的5脚上分别连接有接地的电阻r24和接3.3v的电阻r23。

4.根据权利要求3所述的一种逆变器输出电压过冲抑制方法，其特征在于：所述u1a的1脚上分别连接有接5v的电阻r2、二极管d2、以及两个串联的二极管d1，所述d2的一端连接有r27，所述r27的一端连接有三极管q5，所述u1b的7脚上分别连接有二极管d3和接5v的电阻r21，其中一个所述二极管d1连接在电阻r21和二极管d3之间，所述二极管d3的一端连接有电阻r28，所述r28的一端连接有三极管q6，两个所述二极管d1之间连接有并联设置且接地的电阻r22和电容c5，且二极管d1连接在控制芯片u4a的41脚上。

5.根据权利要求4所述的一种逆变器输出电压过冲抑制方法，其特征在于：所述输出电压采样模块(30)包括依次串联的电阻r3、r4、r5、r6、r7、r8、r9和r10，依次串联的r14、r15、r16、r17、r18、r19和r20，以及比较器u2b，所述r10上并联设置有接地的电容c2，所述u2b的5脚连接在r10的一端，所述u2b的6脚和7脚之间并联设置有电容c6和电阻r25，且r20的一端连接在u2b的6脚上，所述u2b的7脚上连接有电阻r13，所述r13的一端连接有接地的电容c3，且r13的一端分别连接在u4a的10脚上以及比较器u1a的3脚和比较器u1b的6脚之间。

6.根据权利要求5所述的一种逆变器输出电压过冲抑制方法，其特征在于：所述驱动电路模块(50)包括与q5连接的驱动芯片u2以及与q6连接的驱动芯片u3，所述驱动芯片u2的12脚连接在u4a的29脚上，驱动芯片u2的14脚连接在u4a的31脚上，所述驱动芯片u3的12脚连接在u4a的30脚上，驱动芯片u3的14脚连接在u4a的32脚上。

7.根据权利要求6所述的一种逆变器输出电压过冲抑制方法，其特征在于：所述主功率器件模块(90)包括连接成闭合回路的三极管q1、q2、q3和q4，所述q1和q3之间连接有电感l1，所述电感l1的一端与q2和q4的接线端之间并联设置有滤波电容c1和电阻r26；

8.根据权利要求7所述的一种逆变器输出电压过冲抑制方法，其特征在于：所述三极管q5用于控制输入驱动一信号，逐周期限压时调节q1和q3驱动信号spwm占空比，三极管q6用于控制输入驱动二信号，逐周期限压时调节q2和q4驱动信号spwm占空比。

9.根据权利要求8所述的一种逆变器输出电压过冲抑制方法，其特征在于：所述驱动芯片u2输出a1信号驱动三极管q1，驱动芯片u2输出a3信号驱动三极管q3，所述驱动芯片u3输出a2信号驱动三极管q2，驱动芯片u3输出a4信号驱动三极管q4。

技术总结
本发明公开了一种逆变器输出电压过冲抑制方法，包括如下步骤：S1、当便携式储能逆变器卸载时，主功率器件模块输出负载R26断开，S2、当输出电压采样电路采集的电压信号值超过阈值电压时，输出电压过冲检测模块开始作用，S3、另一路信号传输给MCU控制器，硬件优先动作后，MCU控制器再直接控制硬件驱动电路模块调节SPWM信号占空比，本发明逆变器采用输出电压采样信号通过与比较器基准电压进行比较硬件处理方式，及时的把电压过冲信号报给MCU，响应速度快，稳定可靠，有效保护用户用电设备的器件安全，且占用MCU资源少，成本低，编程逻辑清晰，通用低成本MCU，能够解决单独采用软件方式时，无法很好地实现逐周期限压的技术问题。

技术研发人员：童军政,陈盛豪,覃祥德
受保护的技术使用者：惠州市超力源科技有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/14