CN216672976U - 一种宽频率范围纹波发生器 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种宽频率范围纹波发生器，包括多个依次串联的H4桥电路和DSP处理器，所述DSP处理器采集H4桥电路的母线电压、输出电流及输出电压，每个H4桥电路中功率器件的驱动端分别与DSP处理器的一个IO控制端口连接；本实用新型的优点在于：实现宽频率范围的纹波发生器且成本较低。
Description
技术领域
本实用新型涉及纹波发生器领域，更具体涉及一种宽频率范围纹波发生器。
背景技术
随着新能源汽车发展，要求电动汽车控制器满足VW80300及VW80303新能源汽车高压组件测试要求，实现电压纹波叠加，频率范围10Hz～150kHz，波形为正弦波，电压幅值最大32Vp-p，因此开发1款电压纹波发生器很有必要。现有技术主要采用线性功率放大器的方式实现10Hz～150kHz的纹波，但线性功率放大器存在高成本问题。
实用新型内容
本实用新型所要解决的技术问题在于现有技术线性功率放大器的方式实现宽频率范围的纹波发生器，但是线性功率放大器存在高成本问题。
本实用新型通过以下技术手段实现解决上述技术问题的：一种宽频率范围纹波发生器，包括多个依次串联的H4桥电路和DSP处理器，所述DSP处理器采集H4桥电路的母线电压、输出电流及输出电压，每个H4桥电路中功率器件的驱动端分别与DSP处理器的一个IO控制端口连接。
本实用新型主电路采用多个依次串联的H4桥电路实现宽频率范围输出，设计成本低，同时满足标准使用，故整体方案实现宽频率范围的纹波发生器且成本较低。
进一步地，所述H4桥电路包括顺序编号的功率器件Q1至功率器件Q4，所述功率器件Q1的集电极以及功率器件Q3的集电极均与电源Udc的正极连接，功率器件Q1的发射极与功率器件Q2的集电极连接，功率器件Q3的发射极与功率器件Q4的集电极连接，功率器件Q2的发射极以及功率器件Q4的发射极均与电源Udc的负极连接，功率器件Q1的发射极与功率器件Q2的集电极之间的连线为第一桥臂，功率器件Q3的发射极与功率器件Q4的集电极之间的连线为第二桥臂。
更进一步地，所述多个依次串联的H4桥电路顺序编号为第一H4桥电路至第NH4桥电路，第一H4桥电路的第二桥臂与第二H4桥电路的第一桥臂连接，依次级联，第NH4桥电路的第二桥臂通过LC滤波电路与第一H4桥电路的第一桥臂连接。
更进一步地，所述宽频率范围纹波发生器还包括电流传感器CT1，所述第一H4桥电路的第一桥臂与第NH4桥电路的第二桥臂的连接线上设置电流传感器CT1。
更进一步地，所述电流传感器CT1的型号为CKSR-50NP。
更进一步地，所述LC滤波电路包括电感L和电容C，所述电流传感器CT1与第NH4桥电路的第二桥臂之间依次串联连接电感L和电容C。
更进一步地，所述电感L采用空心导线绕制。
更进一步地，所述电容C采用5个容值为0.047uf的膜电容并联。
更进一步地，所述DSP处理器的型号为TMS320F28377D。
更进一步地，所述电流传感器CT1以及电感L和电容C的串联端分别与所述DSP处理器的一个AD采样端口连接。
本实用新型的优点在于：本实用新型主电路采用多个依次串联的H4桥电路实现宽频率范围输出，设计成本低，同时满足标准使用，故整体方案实现宽频率范围的纹波发生器且成本较低。
附图说明
图1为一种宽频率范围纹波发生器的电路原理图。
具体实施方式
为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型实施例，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作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。
如图1所示，一种宽频率范围纹波发生器，包括多个依次串联的H4桥电路和DSP处理器，所述DSP处理器采集H4桥电路的母线电压、输出电流及输出电压，每个H4桥电路中功率器件的驱动端分别与DSP处理器的一个IO控制端口连接。所述H4桥电路包括顺序编号的功率器件Q1至功率器件Q4，所述功率器件Q1的集电极以及功率器件Q3的集电极均与电源Udc的正极连接，功率器件Q1的发射极与功率器件Q2的集电极连接，功率器件Q3的发射极与功率器件Q4的集电极连接，功率器件Q2的发射极以及功率器件Q4的发射极均与电源Udc的负极连接，功率器件Q1的发射极与功率器件Q2的集电极之间的连线为第一桥臂，功率器件Q3的发射极与功率器件Q4的集电极之间的连线为第二桥臂。功率器件Q1、Q2、Q3和Q4采用快速Mosfet，支持开关频率150KHz。
所述多个依次串联的H4桥电路顺序编号为第一H4桥电路至第NH4桥电路，第一H4桥电路的第二桥臂与第二H4桥电路的第一桥臂连接，依次级联，第NH4桥电路的第二桥臂通过LC滤波电路与第一H4桥电路的第一桥臂连接。
所述宽频率范围纹波发生器还包括电流传感器CT1，LC滤波电路包括电感L和电容C，所述第一H4桥电路的第一桥臂与第NH4桥电路的第二桥臂的连接线上设置电流传感器CT1。所述电流传感器CT1的型号为CKSR-50NP。所述电流传感器CT1与第NH4桥电路的第二桥臂之间依次串联连接电感L和电容C。由于机器输出频率范围10-150KHz范围宽，空心电感不会因频率变化而改变感量，所以电感L采用空心导线绕制。所述电容C采用5个容值为0.047uf的膜电容并联。电感L和电容C实现LC滤波，截止频率选取300KHz。
本实施例中，所述DSP处理器的型号为TMS320F28377D。所述电流传感器CT1以及电感L和电容C的串联端分别与所述DSP处理器的一个AD采样端口连接，采集输出电流和输出电压。DSP处理器与功率器件的驱动端连接，输出的PWM采用12交错移相发波，从而实现多电平叠加PWM，控制输出的PWM从而驱动功率器件，实现输出10-150KHz频率的正弦波。
本实施例的主电路由六个功率单元组成也即6个H4桥电路，每个H4桥电路输出端依次串联在一起，采用6个H4桥电路串联输出，每个H4桥电路，由母线电压Udc经过H4桥逆变输出SPWM波，输出的SPWM波通过LC滤波实现正弦纹波产生；DSP处理器采样母线电压、电感电流和输出电压信号进行闭环控制，控制功率器件的通与断(即控制功率单元的输出)，最终实现多电平电压的叠加输出，电压输出纹波高达10Hz-150kHz。
需要说明的是，本实用新型只保护硬件电路架构，对于DSP处理器的内部控制程序不做保护，DSP处理器采样以及驱动功率器件的通断均属于现有技术。
通过以上技术方案，本实用新型主电路采用多个依次串联的H4桥电路实现宽频率范围输出，设计成本低，同时满足标准使用，每个H4桥电路中功率器件的驱动端分别与DSP处理器的一个IO控制端口连接，通过DSP处理器控制H4桥电路中功率器件导通与否，从而实现不同频率输出，整体方案实现宽频率范围的纹波发生器且成本较低。
以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型各实施例技术方案的精神和范围。
Claims (10)
1.一种宽频率范围纹波发生器，其特征在于，包括多个依次串联的H4桥电路和DSP处理器，所述DSP处理器采集H4桥电路的母线电压、输出电流及输出电压，每个H4桥电路中功率器件的驱动端分别与DSP处理器的一个IO控制端口连接。
2.根据权利要求1所述的一种宽频率范围纹波发生器，其特征在于，所述H4桥电路包括顺序编号的功率器件Q1至功率器件Q4，所述功率器件Q1的集电极以及功率器件Q3的集电极均与电源Udc的正极连接，功率器件Q1的发射极与功率器件Q2的集电极连接，功率器件Q3的发射极与功率器件Q4的集电极连接，功率器件Q2的发射极以及功率器件Q4的发射极均与电源Udc的负极连接，功率器件Q1的发射极与功率器件Q2的集电极之间的连线为第一桥臂，功率器件Q3的发射极与功率器件Q4的集电极之间的连线为第二桥臂。
3.根据权利要求2所述的一种宽频率范围纹波发生器，其特征在于，所述多个依次串联的H4桥电路顺序编号为第一H4桥电路至第NH4桥电路，第一H4桥电路的第二桥臂与第二H4桥电路的第一桥臂连接，依次级联，第NH4桥电路的第二桥臂通过LC滤波电路与第一H4桥电路的第一桥臂连接。
4.根据权利要求3所述的一种宽频率范围纹波发生器，其特征在于，还包括电流传感器CT1，所述第一H4桥电路的第一桥臂与第NH4桥电路的第二桥臂的连接线上设置电流传感器CT1。
5.根据权利要求4所述的一种宽频率范围纹波发生器，其特征在于，所述电流传感器CT1的型号为CKSR-50NP。
6.根据权利要求4所述的一种宽频率范围纹波发生器，其特征在于，所述LC滤波电路包括电感L和电容C，所述电流传感器CT1与第NH4桥电路的第二桥臂之间依次串联连接电感L和电容C。
7.根据权利要求6所述的一种宽频率范围纹波发生器，其特征在于，所述电感L采用空心导线绕制。
8.根据权利要求6所述的一种宽频率范围纹波发生器，其特征在于，所述电容C采用5个容值为0.047uf的膜电容并联。
9.根据权利要求6所述的一种宽频率范围纹波发生器，其特征在于，所述DSP处理器的型号为TMS320F28377D。
10.根据权利要求9所述的一种宽频率范围纹波发生器，其特征在于，所述电流传感器CT1以及电感L和电容C的串联端分别与所述DSP处理器的一个AD采样端口连接。
Priority Applications (1)
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| CN202123042217.3U CN216672976U (zh) | 2021-12-03 | 2021-12-03 | 一种宽频率范围纹波发生器 |
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Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN115776218A (zh) * | 2023-02-13 | 2023-03-10 | 山东艾诺智能仪器有限公司 | 一种大功率高压直流纹波电源 |
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