CN116155153B - 一种电子变压器控制系统 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及变压器技术领域，提供了一种电子变压器控制系统，包括主控模块、人机交互模块、输入整流模块、直流调压模块和逆变模块，所述人机交互模块与所述主控模块连接，所述输入整流模块的输入端适于连接变压器输入端口，输出端与所述直流调压模块的输入端连接，所述直流调压模块的受控端与所述主控模块连接，输出端与所述逆变模块的输入端连接，用于根据所述主控模块的控制，调节所述直流电源的电压，所述逆变模块的受控端与所述主控模块连接，用于根据所述主控模块的控制，对调压后的所述直流电源进行逆变，以输出与所述设定信息相对应频率的交流电压；本发明可在变压的同时调节输出电压的频率。

Description

一种电子变压器控制系统
技术领域
本发明涉及变压器技术领域，具体而言，涉及一种电子变压器控制系统。
背景技术
电子变压器，是一种将电力电子变换技术与基于电磁感应原理的高频电能变换技术进行结合，实现将一种电力特征的电能变换为另一种电力特征的电能的静止电力设备。传统的电子变压器大多采用绕组线圈进行变压，功能单一，只能进行交流到交流电压数值的改变，不能在进行变压的同时，改变交流电的频率，无法满足用户的变频使用需求。
发明内容
本发明解决的问题是如何提供一种可调频、调压的电子变压器控制系统。
为解决上述问题，本发明提供一种电子变压器控制系统，包括：主控模块、人机交互模块、输入整流模块、直流调压模块和逆变模块，所述人机交互模块与所述主控模块连接，用于将用户的设定信息传递给所述主控模块，所述输入整流模块的输入端适于连接变压器输入端口，输出端与所述直流调压模块的输入端连接，用于将经所述变压器输入端口输入的交流电源转化为直流电源，所述直流调压模块的受控端与所述主控模块连接，输出端与所述逆变模块的输入端连接，用于根据所述主控模块的控制，调节所述直流电源的电压，所述逆变模块的受控端与所述主控模块连接，用于根据所述主控模块的控制，对调压后的所述直流电源进行逆变，以输出与所述设定信息相对应频率的交流电压。
进一步的，所述电子变压器控制系统还包括供电模块，所述供电模块的输入端适于连接直流配电输入，输出端与所述主控模块连接。
进一步的，所述输入整流模块包括输入保护电路、EMI电路、整流桥电路和输入滤波电路，所述输入保护电路的输入端与所述变压器输入端口连接，输出端经所述EMI电路与所述整流桥电路的输入端连接，所述整流桥电路的输出端经所述输入滤波电路与所述直流调压模块连接。
进一步的，所述直流调压模块包括第一三极管和第一MOS管，所述第一三极管的基极接所述主控模块的PWM信号端，发射极接地，集电极经反向电阻接所述供电模块，所述第一MOS管的栅极接所述第一三极管的集电极，漏极接所述整流模块的输出端，源极接所述逆变模块的输入端。
进一步的，所述逆变模块包括三路桥式逆变电路和三路输出滤波电路，三路所述桥式逆变电路的输入端分别与所述直流调压模块的输出端连接，受控端分别与所述主控模块的PWM输出端连接，输出端分别输出三相调频交流电压，三路所述输出滤波电路的输入端分别与三路所述桥式逆变电路的输出端连接。
进一步的，第一路所述桥式逆变电路包括第一IGBT管、第二IGBT管、第二MOS管和第三MOS管，所述第一IGBT管、第二IGBT管、第二MOS管和第三MOS管的受控端分别接所述主控模块的PWM输出端，其中，第二MOS管的输入端接所述直流电源的正极，输出端经第一IGBT管和第二IGBT管接所述直流电源的中性点，所述第三MOS管的输入端接所述直流电源的负极，输出端与所述第二MOS管的输出端连接，以输出第一相调频交流电压。
进一步的，所述电子变压器控制系统还包括输出控制模块，所述输出控制模块包括四路输出控制电路，四路所述输出控制电路的输出端分别与变压器交流输出端口连接，其中，第一路至第三路所述输出控制电路的输入端分别与三路所述输出滤波电路的输出端连接，第四路所述输出控制电路的输入端与所述直流电源的中性点连接。
进一步的，所述电子变压器控制系统还包括检测模块，所述检测模块包括直流电压检测电路、逆变电压检测电路和输出电压检测电路，所述直流电压检测电路的输入端与所述直流调压模块的输出端连接，输出端与所述主控模块连接，所述逆变电压检测电路的输入端与所述逆变模块的输出端连接，输出端与所述主控模块连接，所述输出电压检测电路的输入端与所述输出控制模块的输出端连接，输出端与所述主控模块连接。
进一步的，所述电子变压器控制系统还包括隔离驱动电路，所述隔离驱动电路的输入端与所述主控模块的PWM信号输出端连接，输出端分别与所述直流调压模块和逆变模块连接，用于对所述主控模块发出的PWM信号进行隔离。
进一步的，所述电子变压器控制系统还包括直流升降压模块，所述直流升降压模块包括降压控制电路、升压控制电路、第一储能电感和第一储能电容组，所述降压控制电路的输入端与所述输入整流模块的输出端连接，受控端与所述主控模块连接，输出端与所述第一储能电感的第一端连接，所述第一储能电感的第二端与所述第一储能电容组的输入端连接，所述升压控制电路的输入端与所述输入整流模块的输出端连接，受控端与所述主控模块连接，输出端与所述第一储能电容组的输入端连接，所述第一储能电容组的输出端与变压器直流输出端口连接。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
在使用时，在变压器输入端口接入交流电源，用户需要将交流电源进行变压调频输出时，通过人机交互模块设定需输出电源的电压和频率设定，人机交互模块将输出电压和频率设定信息传送至主控模块，主控模块根据用户设定分别对直流调压模块和逆变模块发出PWM控制信号，输入的交流电源先由输入整流模块进行整流，变为直流电源，直流调压模块根据主控模块的PWM控制信号对该直流电源进行初次调压后输出至逆变模块的输入端，逆变模块根据主控模块的PWM控制信号，对调压后的直流电源进行逆变，输出与用户设定信息相对应频率和电压的交流电源，通过上述方式，实现对输入交流电源的变压调频输出，以更好的满足用户的使用需求。
附图说明
图1为本发明实施例的整体原理结构示意图；
图2为本发明实施例输入整流模块的原理结构示意图；
图3为本发明实施例直流调压模块的原理结构示意图；
图4为本发明实施例桥式逆变电路的原理结构示意图；
图5为本发明实施例输出滤波电路的原理结构示意图；
图6为本发明实施例输出控制模块的原理结构示意图；
图7为本发明实施例隔离驱动电路的原理结构示意图；
图8为本发明实施例直流升降压模块的原理结构示意图。
具体实施方式
为使本发明的上述目的、特征和优点能够更为明显易懂，下面结合附图对本发明的具体实施例做详细的说明。
在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
在本说明书的描述中，参考术语“实施例”、“一个实施例”和“一个实施方式”等的描述意指结合该实施例或实施方式描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示实施方式中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或实施方式。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或实施方式以合适的方式结合。
如图1所示，提供一种电子变压器控制系统，包括：主控模块、人机交互模块、输入整流模块、直流调压模块和逆变模块，所述人机交互模块与所述主控模块连接，用于将用户的设定信息传递给所述主控模块，所述输入整流模块的输入端适于连接变压器输入端口，输出端与所述直流调压模块的输入端连接，用于将经所述变压器输入端口输入的交流电源转化为直流电源，所述直流调压模块的受控端与所述主控模块连接，输出端与所述逆变模块的输入端连接，用于根据所述主控模块的控制，调节所述直流电源的电压，所述逆变模块的受控端与所述主控模块连接，用于根据所述主控模块的控制，对调压后的所述直流电源进行逆变，以输出与所述设定信息相对应频率的交流电压。
需要说明的是，在使用时，在变压器输入端口接入交流电源，用户需要将交流电源进行变压调频输出时，通过人机交互模块设定需输出电源的电压和频率设定，人机交互模块将输出电压和频率设定信息传送至主控模块，主控模块根据用户设定分别对直流调压模块和逆变模块发出PWM控制信号，输入的交流电源先由输入整流模块进行整流，变为直流电源，直流调压模块根据主控模块的PWM控制信号对该直流电源进行初次调压后输出至逆变模块的输入端，逆变模块根据主控模块的PWM控制信号，对调压后的直流电源进行逆变，输出与用户设定信息相对应频率和电压的交流电源，通过上述方式，实现对输入交流电源的变压调频输出，以更好的满足用户的使用需求。
本实施例中，主控模块可以采用具有多个PWM输出端口的单片机芯片，例如STM32F429ZET6；人机人机交互模块可以采用按键与显示屏组合的方式，方便用户现场操作，人机交互模块也可以采用蓝牙或WIFI芯片，蓝牙或WIFI芯片与主控模块连接，实现主控模块与用户移动终端之间的通讯，方便用户在移动终端上输入需调节输出的电压和频率信息。
在本发明的一个实施例中，所述电子变压器控制系统还包括供电模块，所述供电模块的输入端适于连接直流配电输入，输出端与所述主控模块连接。
需要说明的是，由于使用时，变压器输入端口接入的交流电源大多为市电220V交流电源，主控模块需要输出精准的PWM控制信号，因此，本系统采用高低压电气隔离，以降低主电源对主控模块的影响，主控模块采用独立供电，供电模块对直流配电输入进行转换稳压后对主控模块供电，提高主控模块输出信号的准确性和稳定性，以使变压调频输出更加准确，符合用户需求，其中，对供电模块的直流配电输入可以采用锂电池，也可以采用电源适配器供电。
在本发明的一个实施例中，如图2所示，所述输入整流模块包括输入保护电路、EMI电路、整流桥电路和输入滤波电路，所述输入保护电路的输入端与所述变压器输入端口连接，输出端经所述EMI电路与所述整流桥电路的输入端连接，所述整流桥电路的输出端经所述输入滤波电路与所述直流调压模块连接。
需要说明的是，输入保护电路用于防止浪涌脉冲电流，可采用热敏电阻RT1，当系统开始工作时,热敏电阻RT1初始处于冷态,电阻值较大,可有效抑制流经电阻体的浪涌脉冲电流，保护后级电路；整流桥电路采用了4个二极管构成整流桥，可对输入的交流电源进行整流后输出直流电源；滤波电路与整流桥电路的输出端连接，可滤除整流桥电路输出的直流电源中的杂波信号，使直流电源更稳定；EMI电路采用了共模电感L7，EMI电路可抑制交流电源输入至输入整流模块时，产生的电磁干扰向外辐射，进而避免了主控模块受到电磁干扰，提高主控模块输出的PWM控制信号的稳定性，使变压调频输出更加准确。
在本发明的一个实施例中，所述直流调压模块包括第一三极管和第一MOS管，所述第一三极管的基极接所述主控模块的PWM信号端，发射极接地，集电极经反向电阻接所述供电模块，所述第一MOS管的栅极接所述第一三极管的集电极，漏极接所述整流模块的输出端，源极接所述逆变模块的输入端。
需要说明的是，第一三极管Q17基极受到主控模块发出的PWM控制信号时，会将该PWM控制信号进行隔离后输出至第一MOS管Q18的栅极，由于第一MOS管Q18的漏极接整流模块的输出端，源极接逆变模块的输入端，调节PWM控制信号的占空比，第一MOS管Q18的导通角度改变，即可精准调节整流模块的输出端对逆变模块输出的直流电源电压大小，因此，当主控模块接到用户的设定信息时，可根据用户的设定信息，对直流调压模块发出相应的PWM控制信号，调节整流模块的输出端对逆变模块输出的直流电源电压大小，即逆变模块的输入端电压大小，以使逆变模块的输入端电压在方便，方便逆变模块对调压后的直流电压进行逆变，实现对变压器输出的初步变压，其中，第一三极管Q17的集电极经反向电阻R268接供电模块，第一MOS管Q18的栅极接第一三极管Q17的集电极，即第一MOS管Q18的栅极在第一三极管Q17截止时，经反向电阻R268接供电模块，为高电平，第一MOS管Q18的栅极在第一三极管Q17导通时，经第一三极管Q17接地，为低电平，而第一三极管Q17在PWM控制信号为高电平时导通，低电平时截止，实现了对PWM控制信号的反向隔离，进一步提高了PWM控制信号的抗干扰能力和稳定性，使主控模块对直流调压模块控制更加稳定，实现更精准的直流调压。
在本发明的一个实施例中，所述逆变模块包括三路桥式逆变电路和三路输出滤波电路，三路所述桥式逆变电路的输入端分别与所述直流调压模块的输出端连接，受控端分别与所述主控模块的PWM输出端连接，输出端分别输出三相调频交流电压，各路所述输出滤波电路的输入端分别与各路所述桥式逆变电路的输出端连接。
需要说明的是，如图4所示，三路桥式逆变电路结构相同，三路桥式逆变电路可在主控模块的控制下，按照顺序输出，三路桥式逆变电路输出端分别输出三相调频交流电压，三相输出的波形相同，输出相位依次差120度，这样就可以得到三相调频交流电源，输出滤波电路对三相调频交流电源进行滤波，以提高输出的三相调频交流电源的稳定性。
在本发明的一个实施例中，第一路所述桥式逆变电路包括第一IGBT管、第二IGBT管、第二MOS管和第三MOS管，所述第一IGBT管、第二IGBT管、第二MOS管和第三MOS管的受控端分别接所述主控模块的PWM输出端，其中，第二MOS管的输入端接所述直流电源的正极，输出端经第一IGBT管和第二IGBT管接所述直流电源的中性点，所述第三MOS管的输入端接所述直流电源的负极，输出端与所述第二MOS管的输出端连接，以输出第一相调频交流电压。
需要说明的是，三路桥式逆变电路结构相同，如图4所示，分别命名为第一路桥式逆变电路、第二路桥式逆变电路和第三路桥式逆变电路，其中，第一路桥式逆变电路包括第二MOS管Q10、第三MOS管Q7和第一IGBT管Q1、第二IGBT管Q2，第二路桥式逆变电路包括MOS管Q11、Q8和IGBT管Q3、Q4，第二路桥式逆变电路包括MOS管Q12、Q9和IGBT管Q5、Q6，每路逆变电路一般由两个MOS管组成，以第一路桥式逆变电路为例，第二MOS管Q10和第三MOS管Q7的输出端相连作为第一路桥式逆变电路的输出端，输出第一相调频交流电压，当主控模块控制第二MOS管Q10导通，第一路桥式逆变电路的输出端电压为正，当主控模块控制第三MOS管Q7导通，第一路桥式逆变电路的输出端电压为负，第二MOS管Q10和第三MOS管Q7交替导通，其输出端正负交替，第二MOS管Q10和第三MOS管Q7的输出端的输出由主控模块发出的PWM控制信号控制，通过调整该PWM控制信号的脉冲宽度，可使第一路桥式逆变电路的输出端输出趋近于正弦波的连续方波输出，实现了逆变交流输出，同时，改变该PWM控制信号的占空比，即可调整第一路桥式逆变电路的输出端的电压值，实现了对输出电压的第二次调节，使输出电压的调压更加精准，改变该PWM控制信号的周期，可调整第一路桥式逆变电路的输出端的交流电源的正弦波波形变换周期，即调整了输出电压的频率，实现了在变压的同时，调节输出交流电压的频率，以满足用户需求；
本实施例中，第一路桥式逆变电路还包括了第一IGBT管Q1和第二IGBT管Q2，第一IGBT管Q1和第二IGBT管Q2的导通同样由主控模块发出的PWM控制信号控制，第一IGBT管Q1和第二IGBT管Q2的内部具有二极管，同样具有正向导通特性，如图4所示，第一IGBT管Q1的2端口与逆变模块输入端的直流电源正负极的中间点连接，即第一IGBT管Q1接直流电源的中性点，此时，假定中性点的电压为0，若主控模块控制第二MOS管Q10、第二IGBT管Q2导通，此时第一IGBT管Q1正向导通，第一路桥式逆变电路的输出端的电压值为直流电源的正极到中性点的电压，输出为正，同理若主控模块控制第三MOS管Q7、第一IGBT管Q1导通，第一路桥式逆变电路的输出端输出为负，若主控模块控制第二MOS管Q10和第三MOS管Q7，第一IGBT管Q1和第二IGBT管Q2导通，第一路桥式逆变电路的输出端为中性点电压，输出为0，这样使第一路桥式逆变电路的输出端的输出电源由正负交替状态变为正、0、负交替状态，使输出的交流电源的波形更好，更趋近正弦波，进而使变压器输出的变压调频输出更稳定，抗干扰性更好。
同时，如图5所示，以第一路输出滤波电路为例，第一路输出滤波电路包括了电感L1、L2和电容C18，电感L1的第一端接第一路桥式逆变电路的输出端，第二端接电感L2，电容C18的第一端接电感L1，第二端接地，电容C18用于滤波，电感L1、L2可在第一路桥式逆变电路输出的正半周储存电压，负半周反向释放，从而对桥式逆变电路的输出调节，使桥式逆变电路输出的交流电的正弦波更加平滑，进而使用户在使用变压调频输出时，负载工作更稳定。
在本发明的一个实施例中，所述电子变压器控制系统还包括输出控制模块，所述输出控制模块包括四路输出控制电路，四路所述输出控制电路的输出端分别与变压器交流输出端口连接，其中，第一路至第三路所述输出控制电路的输入端分别与三路所述输出滤波电路的输出端连接，第四路所述输出控制电路的输入端与所述直流电源的中性点连接。
需要说明的是，输出控制电路的数量为四路，分别命名为第一路输出控制电路、第二路输出控制电路、第三路输出控制电路和第四路输出控制电路，其中，以第一路输出控制电路为例，如图6所示，第一路输出控制电路包括MOS管Q13和继电器K1，MOS管Q13的受控端与主控模块连接，输出端与继电器K1的线圈连接，控制继电器K1的吸合，继电器K1的开店的第一端接第一路输出滤波电路的输出端，第二端接变压器交流输出端口的第一端子，MOS管Q13由主控模块控制导通时，继电器K1吸合，变压器交流输出端口与输出滤波电路的输出端连接，使变压器交流输出端口通电，实现了对变压调频输出的第一相电压的隔离通断控制，采用这种方式，变压调频输出的三相电压与中性点输出均由主控模块进行精准控制，在使用时，如用户需要两相电压，只需控制第一、二路输出控制电路中的继电器吸合，如用户需要单相电压，只需控制第一、四路输出控制电路中的继电器吸合，更方便用户使用，同时，这样在变压器的输出端，不需要使用的端子不会接通变压调频输出，此时不带电可以避免误碰触发生触电。
在本发明的一个实施例中，所述电子变压器控制系统还包括检测模块，所述检测模块包括直流电压检测电路、逆变电压检测电路和输出电压检测电路，所述直流电压检测电路的输入端与所述直流调压模块的输出端连接，输出端与所述主控模块连接，所述逆变电压检测电路的输入端与所述逆变模块的输出端连接，输出端与所述主控模块连接，所述输出电压检测电路的输入端与所述输出控制模块的输出端连接，输出端与所述主控模块连接。
需要说明的是，直流电压检测电路可将直流调压模块的输出端的电压信息传递给主控模块，逆变电压检测电路可将逆变模块的输出端的电压信息传递给主控模块，输出电压检测电路可将输出控制模块的输出端的电压信息传递给主控模块，主控模块整合各部分电压检测信息，进行分析计算，进而可以调整对上述各模块的PWM控制信号输出，以使变压器输出权的变压调频输出更加准确，满足用户需求。
在本发明的一个实施例中，所述电子变压器控制系统还包括隔离驱动电路，所述隔离驱动电路的输入端与所述主控模块的PWM信号输出端连接，输出端分别与所述直流调压模块和逆变模块连接，用于对所述主控模块发出的PWM信号进行隔离。
需要说明的是，如图7所示，隔离驱动电路主要采用具有增强型隔离功能的隔离式驱动器UCC5320S芯片对主控模块的PWM信号进行隔离，驱动电路的有多个，直流调压模块和逆变模块内的每个MOS管和IGBT管分别连接一个隔离驱动电路的输出端，每个隔离驱动电路的输入端分别连接主控模块的不同的PWM信号输出端口，以将整个电路的高压部分与主控部分进行电气隔离，防止高低压串电，对主控模块造成干扰。
综上所述，结合供电模块和输入整流电路，在整个电路的高压部分与主控部分，高压部分与主控部分的采用交、直流分别进行供电，信号传输采用隔离驱动电路进行隔离，实现了高压部分与主控部分的电源和信号部分的隔离，同时输入整流电路具有EMI滤波功能，降低了高压部分对主控部分的电磁干扰，从而可以使主控模块发出的PWM控制信号精准、稳定，不受干扰影响，使主控模块对调压和调频的控制更加稳定。
在本发明的一个实施例中，所述电子变压器控制系统还包括直流升降压模块，所述直流升降压模块包括降压控制电路、升压控制电路、第一储能电感和第一储能电容组，所述降压控制电路的输入端与所述输入整流模块的输出端连接，受控端与所述主控模块连接，输出端与所述第一储能电感的第一端连接，所述第一储能电感的第二端与所述第一储能电容组的输入端连接，所述升压控制电路的输入端与所述输入整流模块的输出端连接，受控端与所述主控模块连接，输出端与所述第一储能电容组的输入端连接，所述第一储能电容组的输出端与变压器直流输出端口连接。
需要说明的是，直流升降压模块用于实现输出可调的直流电源，使变压器不仅可以输出调频交流电，还可输出用户需要的直流电源，当用户需要直流输出时，通过人机交互模块设置直流设定信息，人机交互模块将直流设定信息发送至主控模块，主控模块对降压控制电路、升压控制电路发出PWM控制信号，降压控制电路的输入端与输入整流模块的输出端连接，受控端与所述主控模块连接，可在主控模块的控制下，对经整流后的直流电压进行降压，升压控制电路的输入端与输入整流模块的输出端连接，受控端与所述主控模块连接，可在主控模块的控制下，对经整流后的直流电压进行降压，L24为第一储能电感，第一储能电感与升压控制电路连接，第一储能电感在升压控制电路接通时储能，在升压控制电路断开时，对第一储能电容组充电，从而可使第一储能电容组的端电压高于整流模块的输出端电压，实现了升压调节，通过上述方式，实现了输出可调的直流电源，进一步满足用户需求，同时无需另外搭建整流部分，节约了成本，整流模块的输出端电压可升降压，增大了调节范围。
虽然本公开披露如上，但本公开的保护范围并非仅限于此。本领域技术人员在不脱离本公开的精神和范围的前提下，可进行各种变更与修改，这些变更与修改均将落入本发明的保护范围。

Claims (7)

1.一种电子变压器控制系统，其特征在于，包括：主控模块、人机交互模块、输入整流模块、直流调压模块和逆变模块，所述人机交互模块与所述主控模块连接，用于将用户的设定信息传递给所述主控模块，所述输入整流模块的输入端适于连接变压器输入端口，输出端与所述直流调压模块的输入端连接，用于将经所述变压器输入端口输入的交流电源转化为直流电源，所述直流调压模块的受控端与所述主控模块连接，输出端与所述逆变模块的输入端连接，用于根据所述主控模块的控制，调节所述直流电源的电压，所述逆变模块的受控端与所述主控模块连接，用于根据所述主控模块的控制，对调压后的所述直流电源进行逆变，以输出与所述设定信息相对应频率的交流电压；
所述逆变模块包括三路桥式逆变电路和三路输出滤波电路，三路所述桥式逆变电路的输入端分别与所述直流调压模块的输出端连接，受控端分别与所述主控模块的PWM输出端连接，输出端分别输出三相调频交流电压，各路所述输出滤波电路的输入端分别与各路所述桥式逆变电路的输出端连接；
第一路所述桥式逆变电路包括第一IGBT管、第二IGBT管、第二MOS管和第三MOS管，所述第一IGBT管、第二IGBT管、第二MOS管和第三MOS管的受控端分别接所述主控模块的PWM输出端，其中，第二MOS管的输入端接所述直流电源的正极，输出端经第一IGBT管和第二IGBT管接所述直流电源的中性点，所述第三MOS管的输入端接所述直流电源的负极，输出端与所述第二MOS管的输出端连接，以输出第一相调频交流电压；
还包括检测模块，所述检测模块包括直流电压检测电路、逆变电压检测电路和输出电压检测电路，所述直流电压检测电路的输入端与所述直流调压模块的输出端连接，输出端与所述主控模块连接，所述逆变电压检测电路的输入端与所述逆变模块的输出端连接，输出端与所述主控模块连接，所述输出电压检测电路的输入端与输出控制模块的输出端连接，输出端与所述主控模块连接。
2.根据权利要求1所述的电子变压器控制系统，其特征在于，还包括供电模块，所述供电模块的输入端适于连接直流配电输入，输出端与所述主控模块连接。
3.根据权利要求2所述的电子变压器控制系统，其特征在于，所述输入整流模块包括输入保护电路、EMI电路、整流桥电路和输入滤波电路，所述输入保护电路的输入端与所述变压器输入端口连接，输出端经所述EMI电路与所述整流桥电路的输入端连接，所述整流桥电路的输出端经所述输入滤波电路与所述直流调压模块连接。
4.根据权利要求2所述的电子变压器控制系统，其特征在于，所述直流调压模块包括第一三极管和第一MOS管，所述第一三极管的基极接所述主控模块的PWM信号端，发射极接地，集电极经反向电阻接所述供电模块，所述第一MOS管的栅极接所述第一三极管的集电极，漏极接所述整流模块的输出端，源极接所述逆变模块的输入端。
5.根据权利要求2所述的电子变压器控制系统，其特征在于，还包括输出控制模块，所述输出控制模块包括四路输出控制电路，四路所述输出控制电路的输出端分别与变压器交流输出端口连接，其中，第一路至第三路所述输出控制电路的输入端分别与三路所述输出滤波电路的输出端连接，第四路所述输出控制电路的输入端与所述直流电源的中性点连接。
6.根据权利要求2所述的电子变压器控制系统，其特征在于，还包括隔离驱动电路，所述隔离驱动电路的输入端与所述主控模块的PWM信号输出端连接，输出端分别与所述直流调压模块和逆变模块连接，用于对所述主控模块发出的PWM信号进行隔离。
7.根据权利要求2所述的电子变压器控制系统，其特征在于，还包括直流升降压模块，所述直流升降压模块包括降压控制电路、升压控制电路、第一储能电感和第一储能电容组，所述降压控制电路的输入端与所述输入整流模块的输出端连接，受控端与所述主控模块连接，输出端与所述第一储能电感的第一端连接，所述第一储能电感的第二端与所述第一储能电容组的输入端连接，所述升压控制电路的输入端与所述输入整流模块的输出端连接，受控端与所述主控模块连接，输出端与所述第一储能电容组的输入端连接，所述第一储能电容组的输出端与变压器直流输出端口连接。
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Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN206164385U (zh) * 2016-10-31 2017-05-10 中山市鹰飞电器有限公司 一种自适应变压装置
CN110000449A (zh) * 2019-04-30 2019-07-12 华南理工大学 基于SiC功率器件的双脉冲MIG焊接电源
CN210351019U (zh) * 2019-10-10 2020-04-17 惠州志顺电子实业有限公司 直流变压电路及逆变器
WO2022142482A1 (zh) * 2020-12-30 2022-07-07 广州奥鹏能源科技有限公司 一种蓄电设备的双向充电电路、装置及控制方法

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN206164385U (zh) * 2016-10-31 2017-05-10 中山市鹰飞电器有限公司 一种自适应变压装置
CN110000449A (zh) * 2019-04-30 2019-07-12 华南理工大学 基于SiC功率器件的双脉冲MIG焊接电源
CN210351019U (zh) * 2019-10-10 2020-04-17 惠州志顺电子实业有限公司 直流变压电路及逆变器
WO2022142482A1 (zh) * 2020-12-30 2022-07-07 广州奥鹏能源科技有限公司 一种蓄电设备的双向充电电路、装置及控制方法

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