CN103001512A - 一种基于逆变电源的控制系统 - Google Patents
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Abstract
本发明公布了一种基于逆变电源的控制系统，包括主电路、控制电路、驱动电路和变压器等组成，其中控制电路由单片机及接口电路组成，三相交流电分别通过主电路、驱动电路和变压器输出所需交流电，控制电路对输出的交流电进行检测以此来控制驱动电路得到所需的交流电。其特点是，其内部有带静电屏蔽的光电耦合器，可用来实现与输入部分的隔离，显著提高了其抗共模干扰的能力，同时可对信号进行脉冲功率放大，简化了系统结构，节省了时间，提高了快速性和实时性。
Description
技术领域
本发明涉及一种基于逆变电源的控制系统，属于单片机技术领域。
背景技术
交流电源车是安放在大型舰船上为维修直升飞机用的备用交流电源，其频率为400Hz。它要求电源波形为纯正弦波.且谐波含量不大于5％.工作电压为115V。为满足上述要求，该电源采用了SPWM脉宽调制技术.即通过SPWM信号驱动逆变器的开关元件.使其逆变出正弦交流电.且输出波形接近于纯正弦。实现脉宽调制的方法有模拟法和数字法两种。前者.用频率较高的三角波作为载波信号.用频率较低的正弦波作为调制信号.二者调制的结果就生成了等幅不等宽的矩形脉冲列.以产生出SPWM波形。由于该方法是由模拟电路集成运算放大器等实现的，故电路比较复杂.有温飘现象.因此限制了系统的性能：后者，需采用规则采样方法对SPWM波形进行采样.以计算其各矩形的脉冲宽度和脉冲时间间隔.以及调制波的频率等确切数值.然后列表放入内存。SPWM波形的载波频率越高.输出的波形越接近正弦，相应所要计算的数值也就越多，占用内存的空间也就越大.在系统工作时需要通过查表.取出存放的数据，才能得到SPWM波形。所以，数字法受内存的影响较大，编程复杂。尤其是在输入交流电的频率需要变化时。即作为交流变频电源时.编程的工作量和难度就更大。所以说，这两种方法都存在不足，不能保证系统的精度。为此.采用SA828系列三相脉宽调制波发生器与MCS-51单片计算机相连接.避免了模拟法和数字法的不足.简化了系统结构，节省了时间，提高了快速性和实时性。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供一种基于逆变电源的控制系统，提出了利用单片计算机控制三相脉宽调制波发生器产生SPWM波驱动IGBT，以逆变出纯正弦交流电。
本发明为实现上述目的，采用如下技术方案：一种基于逆变电源的控制系统，包括主电路、控制电路、驱动电路和变压器等组成，其中控制电路由单片机及接口电路组成，三相电源进过整流波形与逆变器连接，逆变器的输出端与隔离变压器的输入端连接，隔离变压器的输出端通过检测电路分别与数模转换器和单片机连接，数模转换器的输出端与单片机的输入端连接，单片机的输出端分别与三相脉宽调制波发生器、I/O扩展接口连接，三相脉宽调制波发生器的输出端通过驱动电路与逆变器的输入端连接，I/O扩展接口的输出端与LED连接。
本发明的有益效果是：利用单片机的控制，大大简化了控制电路，减少了器件数量，缩小了体积，降低了成本，提高了载波频率，使输出波形为纯正弦，如果将逆变器作为变频电源.用于交流电机的变频调速系统时，则只需改变对三相脉宽调制波发生器初始化控制字的设定，就能方便地改变输出交流电的频率和工作电压，省去了大量的编程工作，还能做到实时控制，由于波形为纯正弦，故可改善功率因数，减少谐波影响，提高工作效率。主控电路中内部有带静电屏蔽的光电耦合器，可用来实现与输入部分的隔离，显著提高了其抗共模干扰的能力，同时可对信号进行脉冲功率放大。
附图说明
图1单片机系统原理图；
图2静止逆变器的硬件结构；
图3主电路原理图；
图4HIA02正常应用典型接线图。
具体实施方式
下面结合附图对发明的技术方案实现方法进行说明：图1中，利用MSC-51单片计算机、扩展程序存储器2732、数据存储器6264.以及外围接口芯片ADC0809，实现对检测电流、电压的模/数转换。在8155I/O扩展接口.配置LED显示电压、电流、频率的当前值[21。在单片机指令的控制下，由三相脉宽调制波发生器SA8282产生SPWM波.构成单片计算机的最小系统。单片机不仅要完成对SA8282初始化.以及对输出SPWM波的脉宽和频率控制.还要完成模拟信号的电压、电流及交流电频率的检测和显示.当出现过电流、欠压的异常现象时，能够自动保护并报警。
图2中，示出静止逆变器的硬件结构。包括主电路、控制电路、驱动电路和变压器等组成，其中控制电路由单片机及接口电路组成，三相电源进过整流波形与逆变器连接，逆变器的输出端与隔离变压器的输入端连接，隔离变压器的输出端通过检测电路分别与数模转换器和单片机连接，数模转换器的输出端与单片机的输入端连接，单片机的输出端分别与三相脉宽调制波发生器、I/O扩展接口连接，三相脉宽调制波发生器的输出端通过驱动电路与逆变器的输入端连接，I/O扩展接口的输出端与LED连接。
图3中，采用典型的AC/DC/AC逆变电路，将输入的三相交流电经整流、滤波后，以直流电供给逆变器。主开关元件采用3只富士公司生产的开关频率可达40kHz的两单元IGBT模块，并将其接成三相逆变电路。其中，每只开关元件上都另配有缓冲保护电路。逆变器输出为三相交流电，频率为400Hz，经变压器隔离变压.变成115V的交流电。
图4中，示出HL402的外部接线，采用国产具有自保护功能的IGBT厚膜驱动集成电路HL402，并配以高性能电子器件.可用于额定容量为200A/1.2kV或400A/600V IGBT功率器件的直接门极驱动。其优点是：①自身具有降栅压和软关断的双重保护功能，其降栅压延迟时间，软关断斜率均可通过外接电容器进行整定；②能适应不同饱和压降的IGBT驱动和保护，在软关断和降栅压的同时能输出报警信号：③其内部有带静电屏蔽的光电耦合器，可用来实现与输入部分的隔离，显著提高了其抗共模干扰的能力：④可对信号进行脉冲功率放大，因逆变电路使用了6只IGBT，故需6只HIA02来驱动。
Claims (1)
1.一种基于逆变电源的控制系统，包括主电路、控制电路、驱动电路和变压器等组成，其特征在于，其中控制电路由单片机及接口电路组成，三相电源进过整流波形与逆变器连接，逆变器的输出端与隔离变压器的输入端连接，隔离变压器的输出端通过检测电路分别与数模转换器和单片机连接，数模转换器的输出端与单片机的输入端连接，单片机的输出端分别与三相脉宽调制波发生器、I/O扩展接口连接，三相脉宽调制波发生器的输出端通过驱动电路与逆变器的输入端连接，I/O扩展接口的输出端与LED连接。
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| CN 201110272287 CN103001512A (zh) | 2011-09-15 | 2011-09-15 | 一种基于逆变电源的控制系统 |
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| CN103001512A true CN103001512A (zh) | 2013-03-27 |
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| CN 201110272287 Pending CN103001512A (zh) | 2011-09-15 | 2011-09-15 | 一种基于逆变电源的控制系统 |
Country Status (1)
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| CN (1) | CN103001512A (zh) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN104242690A (zh) * | 2013-06-18 | 2014-12-24 | 无锡市幅瑞自动化科技有限公司 | 不对称电网故障下pwm整流器的控制方法 |
| CN104796133A (zh) * | 2014-01-20 | 2015-07-22 | Ls产电株式会社 | 逆变器中的终端电路 |
| CN112615536A (zh) * | 2020-12-16 | 2021-04-06 | 河南海格经纬信息技术有限公司 | 一种高精度程控三相交流电源 |
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2011
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| CN104242690A (zh) * | 2013-06-18 | 2014-12-24 | 无锡市幅瑞自动化科技有限公司 | 不对称电网故障下pwm整流器的控制方法 |
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| CN104796133B (zh) * | 2014-01-20 | 2018-06-05 | Ls产电株式会社 | 逆变器中的终端电路 |
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| PB01 | Publication | ||
| C02 | Deemed withdrawal of patent application after publication (patent law 2001) | ||
| WD01 | Invention patent application deemed withdrawn after publication |
Application publication date: 20130327 |