CN2737063Y - Ups系统中的逆变电路 - Google Patents

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CN2737063Y CN 200320111782 CN200320111782U CN2737063Y CN 2737063 Y CN2737063 Y CN 2737063Y CN 200320111782 CN200320111782 CN 200320111782 CN 200320111782 U CN200320111782 U CN 200320111782U CN 2737063 Y CN2737063 Y CN 2737063Y
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冷严冬
秦涛
白德芳
王国强
刘志强
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Harbin Jiuzhou Electric Co Ltd
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Harbin Jiuzhou Electric Co ltd
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Abstract

本实用新型公开一种UPS系统中的逆变电路，克服传统逆变器的硬件实现难，成本高等缺点，得到失真度小、频率稳定可调的正弦波。本电路采用先进的PWM集成产生芯片，按软件设定的值产生高频的等幅不等宽的矩形波。该正弦波的幅值、频率可用软件调整。开关器件采用集成IPM模块，其内部集成七单元IGBT，并集成了智能保护系统，包括输出短路保护、过压保护、过流保护和过热保护。利用单片机控制PWM集成芯片输出高频矩形波，控制高频开关管IGBT的开通和关断，从而产生稳定的正弦波。本实用新型组成有：直流蓄电池1，、IPM模块2、升压隔离变压器3、稳压滤波电路4、负载5、霍尔传感器6、单片机7、霍尔传感器8、PWM产生芯片9、光电耦合器10、频率调节单元11、频率显示单元12、电压显示单元13。

Description

UPS系统中的逆变电路
技术领域：
本实用新型属于一种电子电路技术，具体的说是一种UPS系统中的逆变电路。采用智能元件实现逆变功能，也就是将输入的直流电转化为正弦波输出。
背景技术：
在现有的逆变器中，通常采用基准正弦波与三角波比较的方法产生PWM控制信号，其硬件实现烦琐，成本高，失真度高，频率很难稳定。
技术方案：
本实用新型的目的在于公开一种UPS系统中的逆变电路，克服传统逆变器的硬件实现难，成本高等缺点，得到失真度小、频率稳定可调的正弦波。本电路采用先进的PWM集成产生芯片，按软件设定的值产生高频的等幅不等宽的矩形波。该正弦波的幅值、频率可用软件调整。开关器件采用集成IPM模块，其内部集成七单元IGBT，并集成了智能保护系统，包括输出短路保护、过压保护、过流保护和过热保护。利用单片机控制PWM集成芯片输出高频矩形波，控制高频开关管IGBT的开通和关断，从而产生稳定的正弦波。
本实用新型组成有：直流蓄电池1，、IPM模块2、升压隔离变压器3、稳压滤波电路4、负载5、霍尔传感器6、单片机7、霍尔传感器8、PWM产生芯片9、光电耦合器10、频率调节单元11、频率显示单元12、电压显示单元13；其其特征是：单片机7以实现数据控制、智能监控和数据的实时调整，按事先计算的数值送给PWM产生芯片9，PWM产生芯片9即产生高频矩形波。矩形波的输出直接连接到IPM的控制脚上，通过矩形波的高低电平控制其内部IGBT的开通和关断，通过矩形波脉冲宽度的不同控制输出正弦波的幅值的大小。正弦波通过IPM的输出脚连接到负载。在负载端经霍尔传感器将负载的电流、电压值反馈到单片机，单片机在必要的时候对输入到PWM产生芯片9的数据进行调整，以保证负载得到稳定的交流电压。所述的IPM单相正弦波输出的逆变电路其中YPBB、RPBB、YPBT、RPBT是来自PWM产生芯片的高频矩形波，经光电隔离后输入到IPM。YPBB和YPBT用来控制一对IGBT。信号YPBT控制顶端的IGBT，其输入端为直流的正极；与其相对应的直流负极输入接到底部的IGBT，由信号YRBB控制。同理，信号RPBB、RPBT控制另外一对相互对应的IGBT。具体的控制过程如下：由信号YPBT和RPBT控制，直流的正极输入接到IGBT1和IGBT3，即由信号YPBB和RPBB控制直流的负极接到IGBT2和IGBT4的输入端。当信号YPBT和信号RPBB控制的IGBT同时导通时，电流经IGBT1流经负载后由IGBT4到达电源负极，构成正向回路，此时，负载得到的是正向的电压，即正弦波的正半周期；当信号RPBT和信号YPBB控制的IGBT同时导通时，电流通过IGBT3流经负载后，由IGBT2流入电源负极，构成反向回路。此时负载得到的是反向电压，即正弦波的负半周期。正弦波的幅值大小由控制信号的脉冲宽大决定。控制信号脉冲宽大越大，正弦波幅值越高，反之越低。半周的控制信号应由窄到宽，再由宽到窄，对应正弦波的先递增再递减。
附图说明
图1：本实用新型逆变电路系统框图
图2：本实用新型IPM内部结构示意图
图3：本实用新型逆变电路信号输入部分原理图
图4：本实用新型逆变电路主回路部分原理图
具体实施方式：
图1为逆变电路的单片机系统框图。由单片机实现数据控制、智能监控和数据的实时调整。首先单片机按事先计算的数值，50HZ或其他任意频率，送给PWM产生芯片，PWM产生芯片即产生高频矩形波。矩形波的输出直接连接到IPM的控制脚上，通过矩形波的高低电平控制其内部IGBT的开通和关断，并且通过矩形波脉冲宽度的不同控制输出正弦波的幅值的大小。正弦波通过IPM的输出脚连接到负载。在负载端经霍尔传感器将负载的电流、电压值反馈到单片机，单片机在必要的时候对输入到PWM产生芯片的数据进行调整，以保证负载得到稳定的交流电压
本实用新型具有以下优点：(1)采用进口集成IPM智能功率模块，集成IGBT和监控电路，硬件结果简单，体积小，成本低，便于维护；(2)IPM的报警输出与单片机监控系统连接，实现故障检测并作出相应的处理，使系统可靠性大大提高；(3)输出正弦波波形稳定，失真度小，幅值可实时调整，可满足不同负载的要求。

Claims (1)

1.一种UPS系统中的逆变电路，组成有：直流蓄电池(1)、IPM模块(2)、升压隔离变压器(3)、稳压滤波电路(4)、负载(5)、霍尔传感器(6)、单片机(7)、霍尔传感器(8)、PWM产生芯片(9)、光电耦合器(10)、频率调节单元(11)、频率显示单元(12)、电压显示单元(13)；其特征是：单片机(7)以实现数据控制、智能监控和数据的实时调整，按事先计算的数值送给PWM产生芯片(9)，PWM产生芯片(9)即产生高频矩形波；矩形波的输出直接连接到IPM的控制脚上，通过矩形波的高低电平控制其内部IGBT的开通和关断，通过矩形波脉冲宽度的不同控制输出正弦波的幅值的大小；正弦波通过IPM的输出脚连接到负载；在负载端经霍尔传感器将负载的电流、电压值反馈到单片机，单片机在必要的时候对输入到PWM产生芯片(9)的数据进行调整，以保证负载得到稳定的交流电压；所述的IPM单相正弦波输出的逆变电路其中YPBB、RPBB、YPBT、RPBT是来自PWM产生芯片的高频矩形波，经光电隔离后输入到IPM；YPBB和YPBT用来控制一对IGBT；信号YPBT控制顶端的IGBT，其输入端为直流的正极；与其相对应的直流负极输入接到底部的IGBT，由信号YRBB控制，信号RPBB、RPBT控制另外一对相互对应的IGBT，具体的控制过程如下：由信号YPBT和RPBT控制，直流的正极输入接到IGBT1和IGBT3，即由信号YPBB和RPBB控制直流的负极接到IGBT2和IGBT4的输入端；当信号YPBT和信号RPBB控制的IGBT同时导通时，电流经IGBT1流经负载后由IGBT4到达电源负极，构成正向回路，此时，负载得到的是正向的电压，即正弦波的正半周期；当信号RPBT和信号YPBB控制的IGBT同时导通时，电流通过IGBT3流经负载后，由IGBT2流入电源负极，构成反向回路，此时负载得到的是反向电压，即正弦波的负半周期；正弦波的幅值大小由控制信号的脉冲宽大决定，控制信号脉冲宽大越大，正弦波幅值越高，反之越低，半周的控制信号应由窄到宽，再由宽到窄，对应正弦波的先递增再递减。
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