一种多重化整流单相逆变电源系统的制作方法

本发明涉及电路控制，特别是指一种多重化整流单相逆变电源系统。

背景技术：

1、随着对逆变电源系统功率需求的不断提高，目前传统的单逆变器拓扑结构可能已难以满足大功率应用的需求。以三相逆变系统为例，单逆变器的容量一般在几十到百余千瓦。要实现大于百千瓦的逆变系统，需要采用多逆变器并联的拓扑结构来增加系统功率。

2、但是，直接并联多个逆变器会产生大的环流，严重降低系统效率。这是因为每个逆变器自身的控制参数以及功率模块参数都存在一定公差，这会导致并联逆变器之间的输出电压和相位不完全一致。即使采用精确的同步控制策略，也难以完全消除逆变器之间的电压偏差。这种电压偏差会产生大电流的环流，不仅降低效率，还可能导致逆变器过流损坏。

技术实现思路

1、本发明要解决的技术问题是提供一种多重化整流单相逆变电源系统，可以有效抑制逆变模组之间的环流，实现平滑的多路逆变电压叠加，可以有效提高逆变转换效率。

2、为解决上述技术问题，本发明的技术方案如下：

3、一种多重化整流单相逆变电源系统，包括：

4、整流模块，用于对输入的单相ac电压进行整流；

5、逆变模组，连接在所述整流模块的输出端，用于将整流后的直流电压逆变为ac电压；

6、电感模组，连接在逆变模块的输出端；

7、开关模组，连接在逆变模组和电感模组之间；

8、控制模块，用于控制开关模组的导通与关断，以实现多路逆变电压的叠加。

9、进一步的，所述整流模块包括：

10、滤波电容，用于滤除输入ac电源的高频噪声，以输出过滤电压；

11、emi滤波器，用于抑制所述过滤电压的电磁干扰，以输出抑制电压；

12、整流桥电路，用于对所述抑制电压进行整流，以输出整流电压；

13、电压调节器，用于调节和稳定所述整流电压，以获得稳定电压；

14、滤波电感，滤除所述稳定电压中的高频噪声，以输出滤波电压；

15、反馈采样电路，用于采样所述滤波电压，并生成电压和电流的反馈采样值。

16、进一步的，所述逆变模组包括：

17、控制电路，根据电压和电流的反馈采样值，生成pwm调制控制信号；

18、隔离驱动器，将pwm调制控制信号电气隔离，生成隔离信号；

19、第一驱动电路，接受所述隔离信号，并根据所述隔离信号生成驱动信号；

20、逆变桥臂，接受所述驱动信号，并根据所述驱动信号进行pwm调制，将dc电压转换为ac电压，并根据所述ac电压，生成反馈值，将所述反馈值输出至控制电路，控制电路根据反馈值调整pwm控制信号，形成闭环控制。

21、进一步的，所述电感模组包括：

22、控制接口电路，接收来自控制模块的pwm调制控制信号；

23、第二驱动电路，根据pwm调制控制信号驱动开关器件的导通断开，所述开关器件的导通断开控制电感元件的充放电，以调节通过电感元件的电流；

24、电流检测电路，用于检测通过电感元件的电流值，并将电流值反馈给控制模块；

25、温度检测电路，用于检测电感元件的温度，并将温度反馈给控制模块。

26、进一步的，所述控制模块包括：

27、微控制器，用于根据动态控制逻辑生成pwm控制信号，所述微控制器内置多个pwm控制通道，每个pwm控制通道对应连接一个开关模块，以控制每个开关模块；

28、a/d转换模块，用于采集电感模组反馈的电流和温度信号，并将电流和温度信号传输至微控制器，所述微控制器根据电流和温度信号，调整pwm控制信号的占空比，实现闭环控制；

29、驱动电路，用于将所述微控制器的pwm控制信号进行电压或电流转换，以生成驱动信号，并通过驱动信号驱动开关模块。

30、进一步的，根据动态控制逻辑生成pwm控制信号，包括：

31、读取a/d转换模块采集的电感模组反馈回来的电流值和温度值；

32、根据预设的控制算法，计算出每个pwm控制通道需要输出的pwm占空比；

33、将计算出的pwm占空比写入每个pwm控制通道的pwm寄存器中，由pwm模块自动生成pwm波形输出；

34、通过调节每个开关模块的pwm占空比，控制开关模块的导通时间，实现对电感的充放电控制，以调节电感模组的输出电流，形成闭环控制，持续读取电流和温度反馈值，动态调整pwm占空比，以输出电流和温升；

35、根据电源的实时状态，按照控制逻辑生成pwm控制信号，实现对逆变器的控制。

36、进一步的，所述控制电路包括：

37、电流环路控制模块，用于比较反馈值和设定值，通过pi控制算法计算出电流控制量；

38、电压环路控制模块，用于比较反馈值和设定值，通过pi控制算法计算出电压控制量；

39、稳压控制模块，用于接收电流控制量和电压控制量，根据优先级和状态，综合电流控制量和电压控制量，作为稳压控制模块的最终控制量；

40、pwm生成模块，用于接收稳压控制模块的输出的最终控制量，将输出最终控制量转换为pwm占空比和频率控制信号，用于驱动逆变器开关；

41、过流或过压保护模块，用于监测电流和电压反馈值，在异常时向稳压控制模块发送保护信号，稳压控制模块收到保护信号后，输出限制控制量；

42、故障检测模块，在检测到故障时，向稳压控制模块发送故障保护信号，稳压控制模块收到后进入保护状态，其中，所述电压或电流环路控制模块接收来自pwm生成模块的载波频率作为空载频率，形成同步调制。

43、进一步的，所述电流检测电路包括：

44、电流传感器模块，用于采集电流值；

45、放大调理模块，连接在电流传感器模块的后级，对所述电流值进行处理，以得到放大信号；

46、隔离驱动模块，用于将放大调理模块的输出的所述放大信号进行电气隔离后传输隔离信号；

47、adc模块，接收所述隔离信号，并将所述隔离信号转为电流采集值；

48、过流保护模块，根据所述电流采集值判断是否过流，并相应发送保护信号。

49、进一步的，所述微控制器包括：

50、cpu模块，根据存储在程序存储器中的控制算法，读取adc模块采集到的反馈信号，计算出控制信号；

51、pwm模块，接收cpu计算的控制信号，并转换为pwm波形输出到逆变器，以实现对逆变器的驱动控制；

52、adc模块，用于采集各路反馈信号，并在定时器模块的控制下按照预设阈值，将采样结果送入cpu进行处理；

53、通信接口模块，用于在cpu控制下，完成与外部设备的信息交互。

54、进一步的，所述a/d转换模块包括：

55、采样电路模块，对输入信号采样，以输出采样信号；

56、参考信号发生器模块，用于产生参考信号；

57、比较模块，将所述采样信号与参考信号比较，以得到比较结果；

58、编码器模块，对所述比较结果编码，以得到编码信号；

59、接口模块，用于输出所述编码信号。

60、本发明的上述方案至少包括以下有益效果：

61、本发明的上述方案，通过第一电感模组和第二电感的连接，可以有效抑制逆变模组之间的环流，实现平滑的多路逆变电压叠加。

62、与传统直接并联多个逆变器相比，可以有效提高逆变转换效率。

63、通过多路逆变电压叠加，可以获得多个逆变模块输出功率的叠加，总的输出功率明显提高；当单个逆变模块发生故障时，系统仍可继续工作，不会全面停机，提高了系统可靠性；每个逆变模块独立工作，采用模块化设计，一个模块发生故障可以单独更换，系统具有冗余性；控制模块可以平滑地对逆变模块进行切换，避免逆变输出断续，实现无缝切换；多路逆变电压叠加后，效果相当于提高了pwm的频率，可以有效降低电磁干扰；通过控制每个逆变模块的输出，可以灵活地控制逆变电源的输出电压、频率、相位等参数，大批量生产每个模块，可以降低制造成本。