CN210867517U - 变频电源 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及电源领域，公开了一种变频电源，包括整流滤波电路、功率因数校正电路、逆变电路、滤波电路、DSP控制电路和SPWM，整流滤波电路的输出端与功率因数校正电路的输入端连接，功率因数校正电路的输出端与逆变电路的输入端连接，逆变电路的输出端与滤波电路的输入端连接，SPWM的输出端与DSP控制电路的输入端连接，DSP控制电路的输出端与逆变电路的输入端连接；功率因数校正电路包括负载、第一电容、第一二极管、第二二极管、第三二极管、第四二极管、第一电阻、第一开关器件、第二开关器件、第五二极管、第六二极管、第一电感、第二电感和第二电容。实施本实用新型，具有以下有益效果：能提高电路的安全性和可靠性。

Description

变频电源

技术领域

本实用新型涉及电源领域，特别涉及一种变频电源。

背景技术

变频电源是将市电中的交流电经过AC→DC→AC变换，输出为纯净的正弦波，输出频率和电压一定范围内可调。它有别于用于电机调速用的变频调速控制器，也有别于普通交流稳压电源。理想的交流电源的特点是频率稳定、电压稳定、内阻等于零、电压波形为纯正弦波(无失真)。变频电源十分接近于理想交流电源，因此，先进发达国家越来越多地将变频电源用作标准供电电源，以便为用电器提供最优良的供电环境，便于客观考核用电器的技术性能。变频电源主要有二大种类：线性放大型和SPWM开关型。现有技术中有些变频电源的电路部分由于缺少相应的电路保护功能，例如：缺少限流保护功能，造成电路的安全性和可靠性较低。

实用新型内容

本实用新型要解决的技术问题在于，针对现有技术的上述缺陷，提供一种能提高电路的安全性和可靠性的变频电源。

本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：构造一种变频电源，包括整流滤波电路、功率因数校正电路、逆变电路、滤波电路、DSP控制电路和SPWM，所述整流滤波电路的输出端与所述功率因数校正电路的输入端连接，所述功率因数校正电路的输出端与所述逆变电路的输入端连接，所述逆变电路的输出端与所述滤波电路的输入端连接，所述SPWM的输出端与所述DSP控制电路的输入端连接，所述DSP控制电路的输出端与所述逆变电路的输入端连接；

所述功率因数校正电路包括负载、第一电容、第一二极管、第二二极管、第三二极管、第四二极管、第一电阻、第一开关器件、第二开关器件、第五二极管、第六二极管、第一电感、第二电感和第二电容，所述负载的一端分别与所述第一电容的一端、所述第一二极管的阴极和所述第二二极管的阴极连接，所述第一二极管的阳极分别与所述第三二极管的阴极和第一电阻的一端连接，所述第一电阻的另一端分别与所述第一开关器件的一端、所述第五二极管的阴极和所述第一电感的一端连接，所述第一电感的另一端分别与所述第二电容的一端和火线连接，所述第一开关器件的另一端分别与所述第二开关器件的一端、所述第五二极管的阳极和所述第六二极管的阳极连接，所述第二开关器件的另一端分别与所述第六二极管的阴极、所述第二电感的一端、所述第二二极管的阳极和所述第四二极管的阴极连接，所述第二电感的另一端分别与所述第二电容的另一端和零线连接。

在本实用新型所述的变频电源中，所述第一电阻的阻值为45kΩ。

在本实用新型所述的变频电源中，所述功率因数校正电路还包括第七二极管，所述第七二极管的阴极与所述第一电感的另一端连接，所述第七二极管的阳极与所述火线连接。

在本实用新型所述的变频电源中，所述第七二极管的型号为E-101L。

在本实用新型所述的变频电源中，所述功率因数校正电路还包括第二电阻，所述第二电阻的一端与所述第二二极管的阳极连接，所述第二电阻的另一端与所述第二电感的一端连接。

在本实用新型所述的变频电源中，所述第二电阻的阻值为28kΩ。

在本实用新型所述的变频电源中，所述第一二极管、所述第二二极管、所述第三二极管和所述第四二极管的型号均为1n4001。

实施本实用新型的变频电源，具有以下有益效果：由于设有整流滤波电路、功率因数校正电路、逆变电路、滤波电路、DSP控制电路和SPWM，功率因数校正电路包括负载、第一电容、第一二极管、第二二极管、第三二极管、第四二极管、第一电阻、第一开关器件、第二开关器件、第五二极管、第六二极管、第一电感、第二电感和第二电容，第一电阻用于进行限流保护，因此本实用新型能提高电路的安全性和可靠性。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本实用新型变频电源一个实施例中的结构示意图；

图2为所述实施例中功率因数校正电路的电路原理图。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

在本实用新型变频电源实施例中，该变频电源的结构示意图如图1所示。图1中，该变频电源包括整流滤波电路1、功率因数校正电路2、逆变电路3、滤波电路4、DSP控制电路5和SPWM6，其中，整流滤波电路1的输出端与功率因数校正电路2的输入端连接，功率因数校正电路2的输出端与逆变电路3的输入端连接，逆变电路3的输出端与滤波电路4的输入端连接，SPWM6的输出端与DSP控制电路5的输入端连接，DSP控制电路5的输出端与逆变电路3的输入端连接。

整流滤波电路1将交流电源整流后转换成稳定直流电源；由于整流滤波电路1对电网的谐波电流污染严重，通过功率因数校正电路2减少谐波污染和提高功率因数；直流电源通过逆变电路3，将直流电在DSP控制电路5的控制下转换成按照SPWM波形变化的交流电；滤波电路4是将逆变后生成的交流电进行过滤，使负载RL得到高质量的交流电从而稳定的工作。

220V交流电通过整流滤波电路1，采用桥式不控整流电路，整流元件为二极管，当承受正向电压时导通，承受反向电压时阻断电路，输出电压为±500V直流电压；因为整流滤波电路1的整流二极管和滤波电容存在谐波，所以将整流滤波电路的输出电压输入到功率因数校正电路2，该功率因数校正电路2采用有源功率因数校正技术，通过交流电流波形跟踪电压波形，使其同步，功率因数校正电路2相当于一个纯电阻装置，使得电路功率因数提高，最终输出总谐波小于2％，功率因数在0.9以上；将直流电压输入到逆变电路3，输出理想的电压波形，采用正弦脉冲宽度调制法，输入直流电压，通过对全控开关适当实时通断，使每个脉冲电压值，脉冲高占空比按照正弦的规律变化，产生的脉冲电压就等效为正弦电压波。将输出的交流电压通过输入到滤波电路4，滤波电路4采用LC振荡电路滤除高次谐波，可以将输入电流波形进行整形和移相，消除谐波分量。

本实施例中，整流滤波电路1、逆变电路3、滤波电路4、DSP控制电路5和SPWM6均采用现有技术中的结构来实现，其工作原理采用的也是现有技术中的工作原理，此处不再獒述。

图2为本实施例中功率因数校正电路的电路原理图，图2中，该功率因数校正电路2包括负载RL、第一电容C1、第一二极管D1、第二二极管D2、第三二极管D3、第四二极管D4、第一电阻R1、第一开关器件S1、第二开关器件S2、第五二极管D5、第六二极管D6、第一电感L1、第二电感L2和第二电容C2，其中，负载RL的一端分别与第一电容C1的一端、第一二极管D1的阴极和第二二极管D2的阴极连接，第一二极管D1的阳极分别与第三二极管D3的阴极和第一电阻R1的一端连接，第一电阻R1的另一端分别与第一开关器件S1的一端、第五二极管D5的阴极和第一电感L1的一端连接，第一电感L1的另一端分别与第二电容C2的一端和火线连接，第一开关器件S1的另一端分别与第二开关器件S2的一端、第五二极管D5的阳极和第六二极管D6的阳极连接，第二开关器件S2的另一端分别与第六二极管D6的阴极、第二电感L2的一端、第二二极管D2的阳极和第四二极管D4的阴极连接，第二电感L2的另一端分别与第二电容C2的另一端和零线N连接。

本实施例中，第一电阻R1为限流电阻，用于进行限流保护。限流保护的原理如下：当第一电阻R1所在支路的电流较大时，通过该第一电阻R1可以降低第一电阻R1所在支路的电流的大小，使其保持在正常工作状态，而不至于因电流太大导致烧坏电路中的元器件，因此能提高电路的安全性和可靠性。值得一提的是，本实施例中，第一电阻R1的阻值为45kΩ。当然，在实际应用中，第一电阻R1的阻值可以根据具体情况进行相应调整，也就是第一电阻R1的阻值可以根据具体情况进行相应增大或减小。

第一电感L1、第二电感L2和第二电容C2构成LC滤波电路。在市电电压为正半周时，第一开关器件S1和第二开关器件S2同时高频开通和关断，二者驱动信号一致。当第一开关器件S1和第二开关器件S2同时开通时，电流从火线L开始，流经第一电感L1、第一开关器件S1、第二开关器件S2的反并联的第六二极管D6和第二电感L2，回到零线N。当第一开关器件S1和第二开关器件S2同时关断时，电流从火线L开始，流经第一电感L1、第一二极管D1、第一电容C1及负载RL、第四二极管D4、第二电感L2，回到线N。

在市电电压为负半周时，第一开关器件S1和第二开关器件S2同时高频开通和关断，二者驱动信号一样。当第一开关器件S1和第二开关器件S2同时开通时，电流从零线N开始，流经第二电感L2、第二开关器件S2、第一开关器件S1的反并联的第五二极管D5和第一电感L1，回到火线L。

当第一开关器件S1和第二开关器件S2同时关断时，电流从零线N开始，流经第二电感L2、第二二极管D2、第一电容C1及负载RL、第三二极管D3、第一电感L1，回到火线L。

本实施例中，第一二极管D1、第二二极管D2、第三二极管D3和第四二极管D4的型号均为1n4001。

本实施例中，该功率因数校正电路2还包括第七二极管D7，第七二极管D7的阴极与第一电感L1的另一端连接，第七二极管D7的阳极与火线L连接。第七二极管D7为限流二极管，用于进行限流保护。限流保护的原理如下：当第七二极管D7所在支路的电流较大时，通过该第七二极管D7可以降低第七二极管D7所在支路的电流的大小，使其保持在正常工作状态，而不至于因电流太大导致烧坏电路中的元器件，以进一步增强电路的安全性和可靠性。值得一提的是，本实施例中，第七二极管D7的型号为E-101L。当然，在实际应用中，第七二极管D7也可以采用其他型号具有类似功能的二极管。

本实施例中，该功率因数校正电路2还包括第二电阻R2，第二电阻R2的一端与第二二极管D2的阳极连接，第二电阻R2的另一端与第二电感L2的一端连接。第二电阻R2为限流电阻，用于进行限流保护。限流保护的原理如下：当第二电阻R2所在支路的电流较大时，通过该第二电阻R2可以降低第二电阻R2所在支路的电流的大小，使其保持在正常工作状态，而不至于因电流太大导致烧坏电路中的元器件，以更进一步增强电路的安全性和可靠性。值得一提的是，本实施例中，第二电阻R2的阻值为28kΩ。当然在实际应用中，第二电阻R2的阻值可以根据具体情况进行相应调整，也就是第二电阻R2的阻值可以根据具体情况进行相应增大或减小。

总之，本实施例中，由于该功率因数校正电路2中设有限流电阻，因此能提高电路的安全性和可靠性。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种变频电源，其特征在于，包括整流滤波电路、功率因数校正电路、逆变电路、滤波电路、DSP控制电路和SPWM，所述整流滤波电路的输出端与所述功率因数校正电路的输入端连接，所述功率因数校正电路的输出端与所述逆变电路的输入端连接，所述逆变电路的输出端与所述滤波电路的输入端连接，所述SPWM的输出端与所述DSP控制电路的输入端连接，所述DSP控制电路的输出端与所述逆变电路的输入端连接；

所述功率因数校正电路包括负载、第一电容、第一二极管、第二二极管、第三二极管、第四二极管、第一电阻、第一开关器件、第二开关器件、第五二极管、第六二极管、第一电感、第二电感和第二电容，所述负载的一端分别与所述第一电容的一端、所述第一二极管的阴极和所述第二二极管的阴极连接，所述第一二极管的阳极分别与所述第三二极管的阴极和第一电阻的一端连接，所述第一电阻的另一端分别与所述第一开关器件的一端、所述第五二极管的阴极和所述第一电感的一端连接，所述第一电感的另一端分别与所述第二电容的一端和火线连接，所述第一开关器件的另一端分别与所述第二开关器件的一端、所述第五二极管的阳极和所述第六二极管的阳极连接，所述第二开关器件的另一端分别与所述第六二极管的阴极、所述第二电感的一端、所述第二二极管的阳极和所述第四二极管的阴极连接，所述第二电感的另一端分别与所述第二电容的另一端和零线连接。

2.根据权利要求1所述的变频电源，其特征在于，所述第一电阻的阻值为45kΩ。

3.根据权利要求1所述的变频电源，其特征在于，所述功率因数校正电路还包括第七二极管，所述第七二极管的阴极与所述第一电感的另一端连接，所述第七二极管的阳极与所述火线连接。

4.根据权利要求3所述的变频电源，其特征在于，所述第七二极管的型号为E-101L。

5.根据权利要求1所述的变频电源，其特征在于，所述功率因数校正电路还包括第二电阻，所述第二电阻的一端与所述第二二极管的阳极连接，所述第二电阻的另一端与所述第二电感的一端连接。

6.根据权利要求5所述的变频电源，其特征在于，所述第二电阻的阻值为28kΩ。

7.根据权利要求1至6任意一项所述的变频电源，其特征在于，所述第一二极管、所述第二二极管、所述第三二极管和所述第四二极管的型号均为1n4001。

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