CN2909690Y - 调频调幅功率变换装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种调频调幅功率变换装置，在包括斩波器、滤波器、逆变器的脉冲幅值调节方式电路上增加电压测量电路，电压测量电路连接在滤波器的输出端上，通过调节斩波器信号脉冲的形式，逆变器输出等幅或者是调幅的交流电压。适用于电动机及空调压缩机的调速、节电控制线路。

Description

调频调幅功率变换装置

技术领域

本实用新型涉及一种调频调幅功率变换装置，适用于电动机及空调压缩机的调速、节电控制线路。

背景技术

现有电动机及空调压缩机的调速、节电采用变频调速技术，而变频器的功率变换装置普遍采用脉冲宽度调节方式，逆变器输出脉冲宽度变化的交流脉冲，缺点是电动机工作电流大，电动机长时间工作，要使用变频电动机。

本实用新型要解决的技术问题是提供一种逆变器输出正弦波交流电压的调频调幅功率变换装置。

发明内容

为解决上述问题，本实用新型采用的技术方案是，在斩波器、滤波器、逆变器组成的脉冲幅值调节方式线路上增加电压测量电路，电压测量电路连接在滤波器的输出端上。斩波器在栅极驱动电路激励下，斩波器进入导通/关断状态。斩波器输出的脉冲经滤波器生成直流脉动电压，电压测量电路将直流脉动电压反馈至控制电路，电压测量电路是电压互感器或者由串连电阻构成的降压器组成，电压测量电路跟踪直流脉动电压的变化。控制电路的信号电压是连续的正弦波的正半周直流电压，控制电路在对信号电压与反馈电压比较后，调节输出至栅极驱动电路的激励脉冲。通过调节斩波器输出的脉冲频率或者脉冲宽度，在滤波器的输出端输出连续的正弦波的正半周直流电压，该直流电压的幅值可以是等幅的，也可以是调幅的。在滤波器输出端的直流电压幅值为零伏时，逆变器以交替方式进行导通与关断的转换，完成对功率输出极性的转换，逆变器输出电压极性变化的正弦波交流电压。这种调频调幅功率变换装置具有以下特征：

1.一种调频调幅功率变换装置，包括斩波器、滤波器、逆变器组成的脉冲幅值调节方式电路，电压测量电路连接在滤波器的输出端上，电压测量电路的输出端连接控制电路，控制电路输出端连接斩波器的输入极，斩波器输出脉宽调制脉冲或者脉频调制脉冲，滤波器输出端是连续正弦波的正半周直流电压。

2.电压测量电路是电压互感器，也可以是由串连电阻构成的降压器组成，电压测量电路输出的电压峰值0.5伏至28伏。

3.滤波器包括LC滤波器和电容滤波器，滤波器输出的直流电压的幅值可以是等幅，也可以是调幅。

现有电动机及空调压缩机的调速、节电采用变频调速技术，该技术导致电动机工作电流大，要求使用变频电动机。采用本实用新型技术，可以驱动普通电动机，由于电动机发热量小，提高了驱动装置的节电率。

下面结合附图和具体实施方式对本实用新型作进一步详细的说明：

图1是本实用新型调频调幅功率变换装置第一个实施方式的功率变换电路图。

图2是本实用新型调频调幅功率变换装置第一个实施方式的控制电路图。

图中1.斩波器  2.滤波器  3.电压测量电路  4.全桥式逆变器  5.电动机

具体实施方式

图1是本实用新型调频调幅功率变换装置第一个实施方式的功率变换电路图。电容C1、IGBT晶体管VT1、二极管D1构成斩波器(1)，电感L1、电容C2构成滤波器(2)，IGBT晶体管VT2、VT3、VT4、VT5和二极管D2、D3、D4、D5构成全桥式逆变器(4)。由斩波器(1)、滤波器(2)、逆变器(4)组成脉冲幅值调节方式电路。电阻R1和R2串连构成电阻降压器，电阻R1和电阻R2连线是输出端P，由电阻R1、电阻R2构成电压测量电路(3)。IGBT晶体管VT1集电极连接直流电源正极A1、电容C1，发射极连接电感L1，二极管D1负极，电容C2正极连接电感L1、电阻R1和IGBT晶体管VT2、VT4的集电极、二极管D2、D4负极。电压测量电路(3)的输出端P连接控制电路。二极管D2、D3、D4、D5作为续流保护并接在IGBT晶体管VT2、VT3、VT4、VT5发射极和集电极上，二极管正极连接IGBT晶体管的发射极。IGBT晶体管VT2发射极和IGBT晶体管VT4发射极作为全桥式逆变器(4)输出端，并与电动机(5)连接。直流电源负极A2连接电容C1，二极管D1、D3、D5正极、电容C2负极、电阻R2、IGBT晶体管VT3和VT5的发射极。

栅极驱动电路激励斩波器(1)的IGBT晶体管VT1栅极，IGBT晶体管VT1发射极输出脉冲。脉冲经滤波器(2)的电感L1接入，滤波后生成直流脉动电压经电容C2正极输出。直流脉动电压经电压测量电路(3)中的电阻R1和电阻R2分压，经输出端P送至控制电路，电压测量电路(3)输出的电压峰值是10伏。控制电路的信号电压是连续的正弦波的正半周直流电压，控制电路在对信号电压与反馈电压比较后，调节斩波器(1)的脉冲频率或者脉冲宽度，在滤波器(2)的电容C2正极上生成连续的正弦波的正半周直流电压。当直流电压幅值为零伏时，全桥式逆变器(4)以交替方式进行导通与关断的转换，既IGBT晶体管VT2、VT5导通，VT3、VT4关断，和IGBT晶体管VT3、VT4导通，VT2、VT5关断。完成对正弦波的正半周直流电压极性的转换，在IGBT晶体管VT2和VT4的发射极上输出电压极性变化的等幅正弦波交流电压。还可以在电压测量电路(3)与控制电路之间增加电压跟随器。

图2是本实用新型调频调幅功率变换装置第一个实施方式的控制电路图。参照图1说明。正弦波交流电压经引线B1、B2接入全波整流桥D1，其输出的一路经电阻R3连接电压比较器U1的反向端，另一路经电阻R4连接脉宽调制控制器U3的管脚2。电压比较器U1的同向端连接电位器R5中点，电位器R5对稳压电源VCC分压，电位器R5中点电压是0.2伏，电压比较器U1的输出端连接D触发器U2A的管脚3。D触发器U2A的管脚2连接D触发器U2A管脚5，D触发器U2A的管脚1连接VT2、VT5栅极驱动电路U4，管脚2连接VT3、VT4栅极驱动电路U5。反馈电压引线P1经电阻R8与R7分压后连接脉宽调制控制器U3的管脚1，脉宽调制控制器U3的管脚11经电阻R6连接VT1栅极驱动电路U6。D触发器U2型号是CD4013，脉宽调制控制器U3型号是SG3525。

正弦波交流电压经全波整流桥D1生成正弦波的正半周直流电压，直流电压幅值是5伏，并依此为信号电压，当直流电压幅值小于0.2伏，电压比较器U1输出正脉冲，并触发D触发器U2A翻转，D触发器U2A管脚1和管脚2的电压极性反向，并驱动VT2、VT5栅极驱动电路U4和VT3、VT4栅极驱动电路U5电压极性反向。即实现全桥式逆变器(4)以交替方式进行导通与关断的转换。电压测量电路(3)的反馈电压经引线P1、电阻R8电阻R7接入脉宽调制控制器U3的管脚1，管脚1电压幅值为5伏，电压比较后，脉宽调制控制器U3的管脚11输出调节脉冲，调节脉冲经电阻R6送至VT1栅极驱动电路U6，从而实现闭环控制。

在第一个实施方式中，全桥式逆变器(4)输出单相正弦波交流电压。对于三相供电的电动机，将逆变器改为三相逆变方式，其它部分与第一个实施方式相同。

本实用新型调频调幅功率变换装置的实施方式还包括：电压测量电路还可以是电压互感器，电压互感器的输入端并接在滤波器的电容两端，输出端连接控制电路，也可以在输出端并接电容和电阻。滤波器还可以是电容滤波器。逆变器还可以是推挽式逆变器，半桥式逆变器。逆变器输出正弦波交流电压还可以是调幅的。电压测量电路输出的电压峰值范围是0.5伏至20伏。

Claims (3)

1.一种调频调幅功率变换装置，包括斩波器、滤波器、逆变器组成的脉冲幅值调节方式电路，其特征在于：电压测量电路连接在滤波器的输出端上，电压测量电路的输出端连接控制电路，控制电路输出端连接斩波器的输入极，斩波器输出脉宽调制脉冲或者脉频调制脉冲，滤波器输出端是连续正弦波的正半周直流电压。

2.根据权利要求1所述的调频调幅功率变换装置，其特征在于：电压测量电路是电压互感器，也可以是由串连电阻构成的降压器组成，电压测量电路输出的电压峰值0.5伏至28伏。

3.根据权利要求1所述的调频调幅功率变换装置，其特征在于：滤波器包括LC滤波器和电容滤波器，滤波器输出的直流电压的幅值可以是等幅，也可以是调幅。

Images