一种直流转换为单相和三相交流的转换电路的制作方法

本技术涉及三相交流电源，特别涉及一种新型直流-三相交流转换电路及方法。

背景技术：

1、随着科技的进步，人们对电器性能的需求越来越复杂，部分电器同时需要直流、交流、三相交流供电，因此电器内的直流-交流转换电路的设计成了电器稳定工作的关键。但是，目前存在三相电源无法同时提供单相交流电和三相交流电，中心频率及电源幅值不可调，dc/ac电压变换、直流系统与交流系统隔离性差，故障电流无法限制，直流部分中性点接地和交流系统中性点接地易直接短接等诸多问题，从而导致直流-三相交流电源转换不稳定、效率差、通用性不强等诸多不利现状。

技术实现思路

1、针对现有技术中存在的上述问题，为提高直流-三相交流电源转换稳定性、通用性及转换效率。本实用新型提供了一种中心频率和输出电压可调节的直流-三相交流转换电路，在一个阶段实现信号由低频向高频变换，同时输出单相交流与三相交流电，实现了直流系统与交流系统的电绝缘隔离变换，并通过调节电阻阻值实现对输出电压频与中心频率的控制。

2、本实用新型公开了一种直流-三相交流转换电路，该转换电路包括：输入模块、滤波模块、振荡分频模块、选频稳幅模块和功率放大模块。其中，输入模块用于提供直流电压信号；滤波模块对输入模块提供的直流电压信号进行滤波和直流变换，并分别为振荡分频模块、选频稳幅模块及功率放大模块供电；振荡分频模块将直流电压信号振荡分频后向选频稳幅模块输出两路稳定的方波信号；选频稳幅模块用于将输入的方波信号经过选频和稳幅后，输出高稳定度的单相和三相(相差120°)的交流电压信号，并提供至功率放大模块；功率放大模块用于将输入的交流电压信号进行功率放大后提供给负载使用。

3、具体的，由输入模块提供的±25v-±36v直流电压信号经过滤波模块变换后，为振荡分频模块、选频稳幅模块及功率放大模块供电并为振荡分频模块提供输入，经过振荡分频模块、选频稳幅模块及功率放大模块输出一路单相正弦波和一路三相正弦交流信号，从而实现dc-ac隔离变换三相交流电压输出。

4、其中，滤波模块用于将输入模块输入的±25v-±36v直流电压进行滤波并转换为±15v和±36v直流电压，以改善系统的电磁兼容性；进一步的，滤波模块包括一个emi滤波器和三个dc/dc变换器，emi滤波器的一端与输入模块的输出连接，另一端分别与三个dc/dc变换器的输入端连接，将输入模块输入的±25v-±36v直流电压进行滤波处理并通过dc/dc变换将其转化为±15v和±36v直流电压。其中，±15v分别用于为振荡分频模块的电路与选频稳幅模块的电路供电，+15v电压的一端与振荡分频模块的稳压器(分压电阻)连接，-15v电压的一端与选频稳幅模块的单相和三相电路连接，±36v用于功率放大模块电路供电。

5、进一步的，振荡分频模块包括稳压器以及电容三点式振荡器，稳压器将dc/dc变换器输出的+15v直流电压进行稳压，其输出端输出11v±0.5v的直流电压，为振荡器供电，振荡器经振荡分频后向选频稳幅模块输出两路稳定的方波信号。振荡分频模块用于减少两路方波间的相互干扰，同时提高每路方波的负载能力。具体的，振荡分频模块的电路由三个分频模块通过级联方式构成，首先由第一级分频模块输出4096khz方波信号，依次经由第二级、第三级模块处理，分频8192次后输出两路稳定的500hz方波信号。

6、进一步的，上述选频稳幅模块包括单相选频稳幅电路和三相选频稳幅电路，单相选频稳幅电路和三相选频稳幅电路中，均可通过设置相应的电阻并通过调整电阻阻值来改变电路中选频网络的中心频率，并调整稳幅输出电压。具体的，两路稳定的500hz方波信号送入所述选频稳幅模块进行选频、稳幅和移相处理，并分别获得一路频率为500hz的单相正弦波信号和一路频率为500hz的三相正弦交流信号，其中，单相正弦波信号和三相正弦波信号频率、幅值和相位均可调节，三相正弦交流信号频率、幅值相等，相位相差120°。

7、进一步的，功率放大模块包括单相功率放大电路与三相功率放大电路，单相功率放大电路包括功率放大器和变压器，三相功率放大电路包括功率放大器和三相选频移相电路。所述功率放大模块将接收的一路频率为500hz的单相正弦波信号和一路频率为500hz的三相正弦交流信号分别进行隔离、功率放大处理，从而实现信号由低频向高频的变换，并同时输出具有带载能力的单相交流电和三相交流电。

8、进一步的，本实用新型的一种直流转换为单相和三相交流的转换电路的工作原理/转换方法包括以下步骤：

9、a)电源滤波。首先将供电源信号进行滤波处理，以保证各模块工作性能的可靠性与稳定性，将输入模块提供的±25v-±36v直流电压信号经过滤波模块进行滤波处理后分别送入振荡分频模块、选频稳幅模块及功率放大模块，分别为其提供±15v和±36v直流电压。

10、b)振荡分频。振荡分频模块电路由三个分频模块通过级联方式构成，首先由第一级分频模块输出4096khz方波信号，依次经由第二、第三级模块处理，分频8192次后输出两路稳定的500hz方波信号。

11、c)选频稳幅。将两路稳定的500hz方波信号送入选频稳幅模块进行选频、稳幅和移相处理，分别获得一路频率为500hz的单相正弦波信号和一路频率为500hz的三相正弦交流信号，其中，单相正弦波信号和三相正弦波信号频率、幅值和相位均可调节，三相正弦交流信号频率、幅值相等，相位相差120度。

12、d)功率放大与隔离。分别将一路频率为500hz的单相正弦波信号和一路频率为500hz的三相正弦交流信号送入功率放大模块进行隔离、功率放大处理后实现信号由低频向高频的变换，使其同时输出具有带载能力的单相交流电和三相交流电。

13、本实用新型提供的一种直流转换为单相和三相交流的转换电路的有益效果：与现有技术相比，本实用新型提供了一种中心频率和输出电压可调节的直流转换为单相和三相交流的转换电路，在一个阶段实现信号由低频向高频变换，同时输出单相交流与三相交流电，实现了直流系统与交流系统的电绝缘隔离变换，并通过调节电阻阻值实现对输出电压频与中心频率的控制，提高直流-单相/三相交流电源转换稳定性、通用性及转换效率。

技术特征：

1.一种直流转换为单相和三相交流的转换电路，其特征在于，所述转换电路包括：输入模块、滤波模块、振荡分频模块、选频稳幅模块和功率放大模块；其中，所述输入模块用于提供直流电压信号；所述滤波模块对所述输入模块提供的直流电压信号进行滤波和直流变换，并分别为所述振荡分频模块、所述选频稳幅模块及所述功率放大模块供电；所述振荡分频模块将直流电压信号振荡分频后向所述选频稳幅模块输出两路稳定的方波信号；所述选频稳幅模块用于将输入的方波信号经过选频和稳幅后，输出高稳定度的单相和三相的交流电压信号，并提供至所述功率放大模块；所述功率放大模块用于将输入的交流电压信号进行功率放大后提供给负载使用。

2.根据权利要求1所述的直流转换为单相和三相交流的转换电路，其特征在于，所述输入模块提供±25v-±36v直流电压信号。

3.根据权利要求1所述的直流转换为单相和三相交流的转换电路，其特征在于，所述滤波模块包括emi滤波器和三个dc/dc变换器，所述emi滤波器的一端与所述输入模块的输出连接，另一端分别与三个所述dc/dc变换器的输入端连接，将所述输入模块输入的±25v-±36v直流电压进行滤波处理，并经dc/dc变换将其转化为±15v和±36v直流电压。

4.根据权利要求3所述的直流转换为单相和三相交流的转换电路，其特征在于，所述滤波模块输出的+15v电压的一端与所述振荡分频模块的稳压器连接，-15v电压的一端与所述选频稳幅模块的单相和三相电路连接，±36v用于为所述功率放大模块供电。

5.根据权利要求3所述的直流转换为单相和三相交流的转换电路，其特征在于，所述振荡分频模块包括稳压器以及电容三点式振荡器，所述稳压器将所述滤波模块输出的+15v电压进行稳压，其输出端输出11v±0.5v的直流电压，为所述振荡器供电，所述振荡器经振荡分频后向所述选频稳幅模块输出两路稳定的方波信号。

6.根据权利要求5所述的直流转换为单相和三相交流的转换电路，其特征在于，所述振荡分频模块的电路由三个分频模块通过级联方式构成，首先由第一级分频模块输出4096khz方波信号，依次经由第二级、第三级模块处理，分频8192次后输出两路稳定的500hz方波信号。

7.根据权利要求1所述的直流转换为单相和三相交流的转换电路，其特征在于，所述选频稳幅模块包括单相选频稳幅电路和三相选频稳幅电路；单相选频稳幅电路和三相选频稳幅电路中，通过设置相应电阻分别可通过调整电阻阻值改变电路中选频网络的中心频率，并调整稳幅输出电压。

8.根据权利要求6所述的直流转换为单相和三相交流的转换电路，其特征在于，两路稳定的500hz方波信号送入所述选频稳幅模块进行选频、稳幅和移相处理，并分别获得一路频率为500hz的单相正弦波信号和一路频率为500hz的三相正弦交流信号，其中，单相正弦波信号和三相正弦波信号频率、幅值和相位均可调节，三相正弦交流信号频率、幅值相等，相位相差120°。

9.根据权利要求1所述的直流转换为单相和三相交流的转换电路，其特征在于，所述功率放大模块包括单相功率放大电路与三相功率放大电路，单相功率放大电路包括功率放大器和变压器，三相功率放大电路包括功率放大器和三相选频移相电路。

10.根据权利要求8所述的直流转换为单相和三相交流的转换电路，其特征在于，所述功率放大模块将接收的一路频率为500hz的单相正弦波信号和一路频率为500hz的三相正弦交流信号分别进行隔离、功率放大处理，从而实现信号由低频向高频的变换，并同时输出具有带载能力的单相交流电和三相交流电。

技术总结
本技术提供了一种直流转换为单相和三相交流的转换电路，包括：输入模块、滤波模块、振荡分频模块、选频稳幅模块和功率放大模块；其中，输入模块用于提供直流电压信号；滤波模块对输入模块提供的直流电压信号进行滤波和直流变换，并分别为振荡分频模块、选频稳幅模块及功率放大模块供电；振荡分频模块将直流电压信号振荡分频后向选频稳幅模块输出两路稳定的方波信号；选频稳幅模块用于将输入的方波信号经过选频和稳幅后，输出高稳定度的单相和三相的交流电压信号，并提供至功率放大模块；功率放大模块用于将输入的交流电压信号进行功率放大后提供给负载使用。本技术提供的转换电路提高了直流‑单相/三相交流电源转换的效率和可靠性。

技术研发人员：石彦峰,席珺琳,孙宏达,谢仲成,王建国,李盈盈
受保护的技术使用者：北京航天新立科技有限公司
技术研发日：20230901
技术公布日：2024/4/7