CN205647290U

CN205647290U - 一种逆变电路

Info

Publication number: CN205647290U
Application number: CN201620205418.0U
Authority: CN
Inventors: 汤能文; 朱昌亚; 洪光岱
Original assignee: Ten Pao Electronics Huizhou Co Ltd
Current assignee: Ten Pao Electronics Huizhou Co Ltd
Priority date: 2016-03-17
Filing date: 2016-03-17
Publication date: 2016-10-12
Anticipated expiration: 2026-03-17

Abstract

本实用新型公开一种逆变电路。本实用新型提出了一种改进的电压瞬时值控制方法，采用单极性调制，通过检测逆变输出电压峰值，与给定值比较，得到偏差值ΔE。控制程序根据ΔE实时调整调制比M，输出对应的SPWM驱动MOS管，经过LC滤波后，输出符合要求的正弦波。外围电路简洁，成本低廉。

Description

一种逆变电路

技术领域

本实用新型涉及逆变器领域，尤其涉及一种逆变电路。

背景技术

正弦波逆变器输出电压波形畸变率低，对负载有良好的适应性。逆变器输出波形有两个方面要求：稳态精度高和动态响应快。开环控制不能调节输出电压，无法满足这两个方面的要求。在逆变器的闭环控制方案中，输出电压有效值控制能够维持输出电压恒定，但不能保证波形质量。输出瞬时值控制可以实时调控输出电压波形，使供电质量大为提高。目前控制效果较好的瞬时值控制方案有：电压单环PI控制；电压外环和电流内环双闭环控制；重复控制；无差拍控制。一些工业领域用到的逆变器，如大型UPS、储能逆变器等，对输出电能质量要求高，在控制算法上主要采用电压外环电流内环结构，通过PI调节，输出稳定的正弦波，该方案优点：负载特性好，响应速度快，波形畸变率低。缺点：电路中需要加入电流传感器和信号调理电路，电路比较复杂，增加了成本。因此，在一些要求不高的民用领域，该方案使用不多。

实用新型内容

基于此，有必要提供一种逆变电路。

一种纯正弦波逆变器控制方法，所述方法包括：

MCU根据正弦表生成SPWM；

SPWM通过专用驱动芯片，并驱动逆变桥MOSFET；

主电路SPWM开关斩波以及经过LC滤波后，输出正弦波电压；

在其中一个实施例中，所述SPWM通过专用驱动芯片，并驱动逆变桥MOSFET，以及经过LC滤波后，输出正弦波电压的步骤包括：

反馈逆变电压峰值Vf（k）以及逆变电压给定值Vr（k）；

计算偏差e（k）=Vr（k）-Vf（k）；

将所述偏差值乘以一个比例系数，并将结果和调制比M相加；

判断所述调制比M是否大于最大值或小于最小值，若大于最大值，则取最大值作为M值，若小于最小值，则取最小值作为M值；

将M应用于公式D=M*sin（k/n）;

逆变输出电压根据占空比D而改变，稳定在给定值附近。

在其中一个实施例中，，所述根据所述正弦波电压驱动MOS管，以输出稳定电压的步骤包括：

根据占空比D改变逆变输出电压，以将电压稳定在给定值附近，以输出稳定电压。

在其中一个实施例中，所述方法包括：该逆变器控制方法所使用的逆变控制环路仅采用了电压瞬时值控制。

一种纯正弦波逆变器控制装置，所述装置包括：

生成模块，MCU根据正弦表生成SPWM；

驱动模块，用于根据SPWM驱动MOS管；

输出模块，逆变桥MOS管，以及与所述MOS管连接的LC滤波电路；

在其中一个实施例中，所述输出模块包括：

反馈单元，用于反馈逆变电压峰值Vf（k）以及逆变电压给定值Vr（k）；

计算单元，用于计算偏差e（k）=Vr（k）-Vf（k）；

相加单元，用于将所述偏差值乘以一个比例系数，并将结果和调制比M相加；

判断单元，用于判断所述调制比M是否大于最大值或小于最小值，若大于最大值，则取最大值作为M值，若小于最小值，则取最小值作为M值；

应用单元，用于将M应用于公式D=M*sin（k/n）;

调整单元，用于逆变输出电压根据占空比D而改变，稳定在给定值附近。

在其中一个实施例中，所述生成模块具体用于根据占空比D改变逆变输出电压，以将电压稳定在给定值附近，以输出稳定电压。

在其中一个实施例中，所述装置使用的逆变控制环路仅采用了电压瞬时值控制。

一种逆变电路，所述逆变电路包括：

主控MCU；

与所述MCU连接的驱动芯片；

逆变桥功率管MOSFET（或IGBT）Q1、Q2、Q3和Q4；

与所述逆变桥功率管连接的LC滤波电路。

在其中一个实施例中，所述逆变电路还包括：

稳定电容C1，通过直流母线与所述驱动芯片连接，以稳定输入电压。

有益效果：

本实用新型提出了一种改进的电压瞬时值控制方法，采用单极性调制，通过检测逆变输出电压峰值，与给定值比较，得到偏差值ΔE。控制程序根据ΔE实时调整调制比M，输出对应的SPWM驱动MOS管，经过LC滤波后，输出符合要求的正弦波。外围电路简洁，成本低廉。

附图说明

图1为一种纯正弦波逆变器控制方法的方法流程图。

图2为一种纯正弦波逆变器控制装置的模块框图。

图3为一种逆变电路的电路图。

图4为一优选实施例中的纯正弦波逆变器控制流程图。

具体实施方式

为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施仅仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。

如图1所示，一种纯正弦波逆变器控制方法，所述方法包括：

S101：MCU根据正弦表生成SPWM；

S102：SPWM经过专用驱动芯片，驱动逆变桥MOSFET（或IGBT）；

S103：主功率电路SPWM斩波经过LC滤波后，输出正弦波电压；

如图4所示，在其中一个实施例中，所述SPWM通过专用驱动芯片，并驱动逆变桥MOSFET，以及经过LC滤波后，输出正弦波电压的步骤包括：

反馈逆变电压峰值Vf（k）以及逆变电压给定值Vr（k）；

计算偏差e（k）=Vr（k）-Vf（k）；

将所述偏差值乘以一个比例系数，并将结果和调制比M相加；

判断所述调制比M是否大于最大值或者小于最小值，若大于最大值，则取最大值作为M值，若小于最小值，则取最小值作为M值；

将M应用于公式D=M*sin（k/n）;

逆变输出电压根据占空比D而改变，稳定在给定值附近。

在一优选的实施例中，一种纯正弦波逆变器软件控制方法,基于以下原理实现，正弦波是单极性SPWM经过储能元件后产生的，SPWM的生成原理及波形如图2所示，由正弦波调制波（）与三角波载波（幅值为，频率为）比较获得的。采用规则采样法，进行离散化后，得到输出正弦电压的公式：

(1)

其中，是输出正弦波的瞬时电压，M是调制比，是母线电压，k是采样点，n是采样点总数；由公式（1）可知，若、n一定，则可通过调整M来控制正弦波瞬时电压。

一种纯正弦波逆变器软件控制方法，SPWM成数字化，通过以下方法实现：在三角波波谷时刻对正弦波采样得到D点，过D点作水平直线与三角波分别相交于A点和B点，在A点的时刻和B点时刻间输出高电平，其他时刻输出低电平。根据三角关系，可以得出：

其中是脉冲宽度，是三角波周期。

在逆变器控制设计中，调制波和载波频率一定，时刻为第k个三角波周期（），其中，n为载波比，为正弦波周期，如果一个周期内有n个矩形波，那么第k个矩形波的占空比D为：。

如图2所示，一种纯正弦波逆变器控制装置，所述装置包括：

生成模块201，用于使MCU根据正弦表生成SPWM；

驱动模块202，用于使SPWM通过专用驱动芯片，并驱动逆变桥MOSFET；

输出模块203，主功率电路SPWM斩波经过LC滤波后，输出正弦波电压；

在其中一个实施例中，所述输出模块包括：

计算单元，用于计算偏差e（k）=Vr（k）-Vf（k）；

判断单元，用于判断所述调制比M是否大于最大值或者小于最小值，若大于最大值，则取最大值作为M值，若小于最小值，则取最小值作为M值；

应用单元，用于将M应用于公式D=M*sin（k/n）;

在其中一个实施例中，所述驱动模块具体用于根据占空比D改变逆变输出电压，以将电压稳定在给定值附近，以输出稳定电压。

如图3所示，一种逆变电路，所述逆变电路包括：

MCU 1；

与所述驱动MCU 1连接的驱动芯片 2，该驱动芯片连接逆变桥MOSFET管Q1、Q2、Q3和Q4；

与所述MOSFET连接的LC滤波电路 3。

在其中一个实施例中，所述逆变电路还包括：

以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

以上所述实施例仅表达了本实用新型的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对实用新型专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本实用新型的保护范围。因此，本实用新型专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims

1.一种逆变电路，其特征在于，所述逆变电路包括：

主控MCU；

与所述MCU连接的驱动芯片；

逆变桥功率管MOSFET（或IGBT）Q1、Q2、Q3和Q4；

与所述逆变桥功率管连接的LC滤波电路。

2.根据权利要求1所述的逆变电路，其特征在于，所述逆变电路还包括：

3.根据权利要求1所述的逆变电路，其特征在于，所述逆变电路还包括逆变输出电压采样电阻，串接在逆变输出L线与GND之间。