CN202085089U - 纯正弦波逆变器 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及一种结构简单、体积较小、逆变效率较高且重量较轻的纯正弦波逆变器，其包括：DC/DC升压电路、与DC/DC升压电路的直流输出端相连的DC/AC逆变电路、与DC/AC逆变电路的交流输出端相连的输出滤波电路；所述DC/DC升压电路的升压控制信号输入端连接有升压控制电路，DC/AC逆变电路逆变控制信号输入端连接有CPU控制电路。本纯正弦波逆变器，选用先进的SMD贴片技术及MCU控制技术。低压升压前级与高压逆变后级互相隔离，前级保护电路同后级保护电路互相独立，方便生产和维护。本纯正弦波逆变器具有低压保护、过压保护、过温保护、输出短路和输出过载保护等功能。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种纯正弦波逆变器。
背景技术
目前市场上所销售的正弦波逆变器有带工频变压器的工频正弦波逆变器和高频正弦波逆变器。其中，工频逆变器本身的体积较大、逆变效率较低且重量比较重，所以在小型太阳能发电系统和工业配套系统中很难得到广泛应用。
实用新型内容
本实用新型所要解决的技术问题是提供一种结构简单、体积较小、逆变效率较高且重量较轻的纯正弦波逆变器。
为解决上述技术问题，本实用新型提供了一种纯正弦波逆变器，包括：DC/DC升压电路、与DC/DC升压电路的直流输出端相连的DC/AC逆变电路、与DC/AC逆变电路的交流输出端相连的输出滤波电路；所述DC/DC升压电路的升压控制信号输入端连接有升压控制电路，DC/AC逆变电路逆变控制信号输入端连接有CPU控制电路。
进一步，所述DC/DC升压电路的直流输入端连接有电压检测电路，该电压检测电路的检测信号输出端与所述CPU控制电路相连；所述CPU控制电路还连接有低压及过压报警电路。
进一步，所述CPU控制电路还连接有温度传感器、输出短路及过载检测电路。
DC/DC直流升压电路由输入电池保险片、续流电解电容、升压控制板、温度传感器、低压升压功率管、升压变压器、高压整流管和盖流电容等组成。在输入直流电压正常、温度传感器正常的情况下，输入端直流电压经过本电路升压到400V DC左右，再向DC/AC逆变电路供电，同时直流辅助电源向DC/AC逆变电路提供24V左右的直流电源，并提供散热风机的工作电源。
DC/AC逆变电路由DC/AC控制板、功率管、直流辅助电源等电路组成。当前级电路正常工作时提供400V DC高压给功率管，同时24V左右的直流电源经过LM7812和LM7805电路变换成所需的+12V和+5V电源，该辅助电源给DC/AC控制板提供辅助电源，由DC/AC控制板的MCU输出SPWM信号经过驱动电路驱动后控制变换功率管的工作状态。
输出LC滤波电路由输出滤波电感、滤波电容和共模电感组成。将来自DC/AC逆变电路送来的交变电压滤波成所需的50HZ或者60HZ的正弦波电压，即形成交流输出。
本实用新型的积极效果：(1)本实用新型的纯正弦波逆变器，选用先进的SMD贴片技术及MCU控制技术。低压升压前级(DC/DC)同高压逆变后级(DC/AC)互相隔离，前级保护电路同后级保护电路互相独立，方便生产和维护。(2)本实用新型的纯正弦波逆变器，采用便携式设计，选用铝外壳结构，内置散热器直接固定在外壳上，方便安装和提高可靠性。(3)本实用新型的纯正弦波逆变器具有低压保护功能：当输入电池电压低于设定保护值时，逆变器会自动报警并关闭输出，并有报警声和红色指示灯亮，以提醒用户逆变器的工作状态。过压保护功能：当输入电池电压高于设定保护值时，逆变器会自动关闭输出，并有红色指示灯亮，以提醒用户逆变器的工作状态。过温保护功能：当逆变器内部的散热风扇损坏或者环境温度过高导致功率散热器上的温度过高时，逆变器会自动关闭输出，并有红色指示灯亮，以提醒用户逆变器的工作状态。输出短路和输出过载保护功能：当输出回路发生短路逆变器会自动关闭输出；输出过负载时，逆变器会降低输出电压直至关闭输出。本逆变器还具有所有故障排除后逆变器自动恢复工作功能。当排除故障部位后，逆变器会自动恢复正常工作，满足客户需求。(4)本产品具有体积小、重量轻，方便安装，输出波形好、带栽能力强等特点，被广泛应用于太阳能系统发电，风力发电等新能源领域以及家庭只能供电领域。
附图说明
为了使本实用新型的内容更容易被清楚的理解，下面根据的具体实施例并结合附图，对本实用新型作进一步详细的说明，其中
图1为实施例中的纯正弦波逆变器的结构示意图；
图2为实施例中的纯正弦波逆变器的电路原理图。
具体实施方式
见图1，本实施例的一种纯正弦波逆变器包括：DC/DC升压电路、与DC/DC升压电路的直流输出端相连的DC/AC逆变电路、与DC/AC逆变电路的交流输出端相连的输出滤波电路；所述DC/DC升压电路的升压控制信号输入端连接有升压控制电路，DC/AC逆变电路逆变控制信号输入端连接有CPU控制电路。
所述DC/DC升压电路的直流输入端连接有电压检测电路，该电压检测电路的检测信号输出端与所述CPU控制电路相连。
所述CPU控制电路还连接有低压及过压报警电路，以使本逆变器具有低压保护功能和过压保护功能。即：当输入电池电压低于设定保护值时，逆变器会自动报警并关闭输出，并有报警声和红色指示灯亮，以提醒用户逆变器的工作状态。当输入电池电压高于设定保护值时，逆变器会自动关闭输出，并有红色指示灯亮，以提醒用户逆变器的工作状态。
所述CPU控制电路还连接有温度传感器，以使本逆变器具有过温保护功能：当逆变器内部的散热风扇损坏或者环境温度过高导致功率散热器上的温度过高时，逆变器会自动关闭输出，并有红色指示灯亮，以提醒用户逆变器的工作状态。
所述CPU控制电路还连接有输出短路及过载检测电路，以使本逆变器具有输出短路和输出过载保护功能：当输出回路发生短路逆变器会自动关闭输出；输出过负载时，逆变器会降低输出电压直至关闭输出。本逆变器还具有所有故障排除后逆变器自动恢复工作功能。当排除故障部位后，逆变器会自动恢复正常工作，满足客户需求。
见图2，本纯正弦波逆变器的直流输入电源经过输入保险丝FUSE1和FUSE2后一路经过逆变器的启动开关向DC/DC变换电路做辅助电源，另外一路通过自举滤波电解电容E1、E2到升压变压器的初级，该回路上的D101为防反接二极管。当输入电源正常时DC/DC变换电路得到辅助电源，在CN103-7上得到12V的辅助电源，CN103-6为GND接地脚，控制板的控制电路得到12V电源后开始工作，输出40KHZ左右的PWM波(在逆变器没有过温和保证输入电压正常的情况下)经过驱动电路后在CN103-8和CN103-9上分别得到足够驱动能力的PWM波，通过由三极管P101和N102组成的射极跟随器电路来推动功率场效应管V103和V104和通过由三极管P102和N103组成的射极跟随器电路来推动功率场效应管V101和V102；由于场效应管的D极分别接在升压变压器的初级，升压变压器的中心抽头接输入直流电源的正极，由电阻R101、电容C101和电阻R102、电容C102组成吸收电路，来平缓高频变压器次级的工作尖峰。当变压器初级开始工作正常后，在次级得到所需要的高频交流电压经过由D201、D202、D203、D204组成的高压桥式整流电路，在高压电解电容E201上得到400V的直流电压。同时在变压器次级辅助电路D205、D206、D207、D208组成的桥式整流电路，通过E202滤波后在LM7812的输入端得到26V的直流电源，12V的直流电源经过LM7805后输出5V的直流辅助电源，这两路辅助电源分别供给后级电路作为工作电源。同时变压器的次级绕组通过D103半波整流后由电解电容E106滤波，再通过电阻R113限流后给风机供电。在变压器的初级测接电阻R105和电容C105到三极管N105的基极，当前级电路工作正常时变压器的初级信号通过该取样电路控制三极管的基极，使三极管导通集电极为低电位，从而使红色故障灯不亮，绿色电源指示灯亮；当初级工作不正常时，三极管截止使集电极高电位，红色故障灯亮，绿色电源指示灯亮。温度传感器RT101和分压电阻R110组成温度控制电路，通过控制CN101-1的工作电压来达到温度保护的目的；CN103-2为外接蜂鸣器脚；CN103-3为直流输入电源采样脚，随着输入电源电压的变化，该脚的电位随之变化，从而达到输入电压过高保护和过低保护；次级高压直流回路通过电阻R201、R202和电位器VVR202组成的限流分压电路反馈后控制稳压集成U203使得电阻R214上的电压有规律的随直流高压值的变化而变化，由于R214上电压的变化来控制反馈光耦U101输出端三极管发射极的电压变化，从而来调节PWM控制信号的脉冲宽度来达到控制输出直流高压的目的。电阻RX为输入电流取样电阻，接到CN103-10后来控制逆变器的输入功率，从而达到前级输入功率过载保护的目的。
本纯正弦波逆变器的次级为DC变化AC电流，通过该部分将直流高压电压变换成设定电压值和频率值的交流正弦波电压。当前级(DC/DC变换电路)正常工作时，会产生稳定的12V和5V直流辅助电源和400V的直流高压电源，控制芯片MCU检测到正常的辅助电源后会自动产生SPWM控制信号，通过驱动放大后在CN2-3、CN2-6、CN2-8、CN2-104只脚上产生稳定的，脉宽频率随输出电压变化的SPWM信号，通过由电阻R209、电阻R210、二极管D215组成的驱动电路驱动功率场效应管V204，电阻R207、电阻R208、二极管D213组成的驱动电路驱动功率场效应管V203，电阻R205、电阻R206、二极管D211组成的驱动电路驱动功率场效应管V202，电阻R203、电阻R204、二极管D210组成的驱动电路驱动功率场效应管V201；当SPWM信号正常驱动功率管后，会在由V2011和V202组成的半桥臂的中间点上产生跟随正弦波规律变化的高频电压经过滤波电感L203后在滤波电容C208的两端产生频率和幅度根据要求设置好的正弦波电压，该电压再经过以及LC滤波后连接到纯正弦波逆变器的输出插座上。输出交流电压经过由电阻R212、电阻R213、电位器VR201和电容C205组成的输出电压交流负反馈后接到CN2-15脚给控制小板。CN201-1为12V过载保护信号脚，CN201-2、CN201-4、CN201-7、CN201-13脚均为GND公共脚，CN201-12为12V电源脚，CN201-14为5V电源脚。
本电路中设置有二级过载保护电路，分别为前级DC/DC变换电路)的RX和高压次级回路(DC/AC逆变回路)的RS2回路。本机具备完善的输出短路保护功能。
上述实施例仅仅是为清楚地说明本实用新型所作的举例，而并非是对本实用新型的实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。
Claims (3)
1.一种纯正弦波逆变器，其特征在于包括：DC/DC升压电路、与DC/DC升压电路的直流输出端相连的DC/AC逆变电路、与DC/AC逆变电路的交流输出端相连的输出滤波电路；
所述DC/DC升压电路的升压控制信号输入端连接有升压控制电路，DC/AC逆变电路逆变控制信号输入端连接有CPU控制电路。
2.根据权利要求1所述的纯正弦波逆变器，其特征在于：所述DC/DC升压电路的直流输入端连接有电压检测电路，该电压检测电路的检测信号输出端与所述CPU控制电路相连；
所述CPU控制电路还连接有低压及过压报警电路。
3.根据权利要求1或2所述的纯正弦波逆变器，其特征在于：所述CPU控制电路还连接有温度传感器、输出短路及过载检测电路。
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