一种程控单相交流电源装置制造方法及图纸

本发明专利技术提供一种程控单相交流电源装置，包括晶体振荡器、SPWM信号产生器、全桥激励器、全桥变换器、隔离式AC/DC变换器、LC低通滤波器、升/降压自耦变压器、反馈电路、数字模拟转换器和误差放大器。本发明专利技术提供的程控单相交流电源装置，其整个单相交流电源装置体积小，输出波形失真度低(总谐波失真度≤1％)、工作频率范围宽(40Hz～500Hz)、工作电压范围宽(5V～300V)，并能对工作频率和电压程控，工作频率分辨率高达到0.1Hz、精度高于±0.002％、稳定度高于10-5，工作电压分辨率高达0.1V、精度高于0.5％、稳定度高于0.5％，是程控单相交流电源装置领域中用户的最佳选择。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于交流电源领域，具体涉及一种程控单相交流电源装置。
技术介绍
在电路中只具有单一的交流电压，在电路中产生的电流和电压都以一定的频率随时间变化。比如在单个线圈的发电机中(即只有一个线圈在磁场中转动)，在线圈中只产生一个交变电动势，这样的交流电便是单相交流电。本专利技术的专利技术人经过研究发现，目前在设备维修、仪表校准等场合需要使用失真度低、频率和电压可程控的单相交流电源。但是，能够供用户选择的单相交流电源不多，因而给用户的相关使用带来了不便。
技术实现思路
针对现有技术存在的能够供用户选择的单相交流电源不多，因而给用户的相关使用带来了不便的技术问题，本专利技术提供一种程控单相交流电源装置。为了实现上述目的，本专利技术采用如下技术方案：一种程控单相交流电源装置，包括晶体振荡器、SPWM信号产生器、全桥激励器、全桥变换器、隔离式AC/DC变换器、LC低通滤波器、升/降压自耦变压器、反馈电路、数字模拟转换器和误差放大器；所述晶体振荡器产生SPWM信号产生器所需的时钟信号VCLK，所述SPWM信号产生器提供具有死区时间的单极性倍频SPWM信号SPWM1，所述全桥激励器在SPWM1的控制下输出适合全桥变换器高端侧和低端侧所需的SPWM激励信号SPWM2，所述全桥变换器在SPWM2的控制下将高压直流VDC变换为SPWM功率信号VO1，所述隔离式AC/DC变换器将交流市电VI变换为固定的高压直流VDC，所述LC低通滤波器将SPWM功率信号VO1中的载波信号滤出，得到正弦波信号VO2，所述升/降压自耦变压器进行升压或降压以扩展VO2的幅度变化范围，使整机输出电压幅度范围满足预设要求，所述反馈电路处理整机输出电压VO，获得与整机输出电压VO的幅度成正比列的反馈电压VB，所述数字模拟转换器将正弦波幅度设置信号DV转换为模拟的参考电压VR，所述误差放大器放大参考电压VR与反馈电压VB的差值，输出正弦波幅度控制电压VOAD。本专利技术提供的程控单相交流电源装置，其整个单相交流电源装置体积小，输出波形失真度低(总谐波失真度≤1％)、工作频率范围宽(40Hz～500Hz)、工作电压范围宽(5V～300V)，并能对工作频率和电压程控，工作频率分辨率高达到0.1Hz、精度高于±0.002％、稳定度高于10-5，工作电压分辨率高达0.1V、精度高于0.5％、稳定度高于0.5％，是程控单相交流电源装置领域中用户的最佳选择。进一步，所述SPWM信号产生器包括输入端、输出端、正弦波频率设置端、正弦波幅度控制端和正弦波频率信号输出端，所述输入端与晶体振荡器连接，所述输出端与全桥激励器连接，所述正弦波频率设置端设置正弦波的频率，所述正弦波幅度控制端控制正弦波的幅度，所述正弦波频率信号输出端输出正弦波频率信号。进一步，所述反馈电路包括衰减网络、双端/单端变换电路、精密全波整流电路、可变截止频率低通滤波器和锁相环倍频器；所述衰减网络对整机输出电压进行衰减，使衰减后的正弦电压VOA的幅度满足后续处理电路的要求，所述双端/单端变换电路将VOA双端信号变换为单端信号VODS，所述精密全波整流电路将信号VODS变换为全波整流信号VOAE，所述可变截止频率低通滤波器对信号VOAE进行滤波，以获取VOAE中平均分量，所述锁相环倍频器用于使低通滤波器振荡电压VOSC的频率为SPWM信号产生器输出的正弦波频率VF的某次谐波上，保证开关电容低通滤波器的截止频率随整机输出频率变化而变化。进一步，所述可变截止频率低通滤波器选用多阶开关电容低通滤波器。附图说明图1是本专利技术提供的程控单相交流电源整机组成原理示意图。图2是图1中反馈电路组成原理示意图。具体实施方式为了使本专利技术实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体图示，进一步阐述本专利技术。请参考图1所示，本专利技术提供一种程控单相交流电源装置，包括晶体振荡器、SPWM信号产生器、全桥激励器、全桥变换器、隔离式AC/DC变换器、LC低通滤波器、升/降压自耦变压器(即升(降)压自耦变压器)、反馈电路、数字模拟转换器(即DAC)和误差放大器；所述晶体振荡器产生SPWM信号产生器所需的时钟信号VCLK，所述SPWM信号产生器提供具有死区时间的单极性倍频SPWM信号SPWM1，所述全桥激励器在SPWM1的控制下输出适合全桥变换器高端侧和低端侧所需的SPWM激励信号SPWM2，所述全桥变换器在SPWM2的控制下将高压直流VDC变换为SPWM功率信号VO1，所述隔离式AC/DC变换器将交流市电VI变换为固定的高压直流VDC，所述LC低通滤波器将SPWM功率信号VO1中的载波信号滤出，得到正弦波信号VO2，所述升/降压自耦变压器进行升压或降压以扩展VO2的幅度变化范围，使整机输出电压幅度范围满足预设要求，所述反馈电路处理整机输出电压VO，获得与整机输出电压VO的幅度成正比列的反馈电压VB，所述数字模拟转换器将正弦波幅度设置信号DV转换为模拟的参考电压VR，所述误差放大器放大参考电压VR与反馈电压VB的差值，输出正弦波幅度控制电压VOAD。本专利技术提供的程控单相交流电源装置，其整个单相交流电源装置体积小，输出波形失真度低(总谐波失真度≤1％)、工作频率范围宽(40Hz～500Hz)、工作电压范围宽(5V～300V)，并能对工作频率和电压程控，工作频率分辨率高达到0.1Hz、精度高于±0.002％、稳定度高于10-5，工作电压分辨率高达0.1V、精度高于0.5％、稳定度高于0.5％，是程控单相交流电源装置领域中用户的最佳选择。具体地，请参考图1所示，本专利技术提供的程控单相交流电源装置中，所述晶体振荡器用于产生SPWM信号产生器所需的时钟信号VCLK，时钟信号VCLK的频率精度和频率稳定度决定了整机输出信号的频率精度和频率稳定度，时钟信号VCLK为逻辑电平信号。所述SPWM信号产生器用于提供具有死区时间的单极性倍频SPWM信号SPWM1，SPWM1由正弦波调制信号与三角波载波信号通过自然取样形成；作为一种实施方式，所述SPWM信号产生器包括输入端、输出端、正弦波频率设置端、正弦波幅度控制端和正弦波频率信号输出端，所述输入端与晶体振荡器连接，所述输出端与全桥激励器连接，正弦波的频率由所述正弦波频率设置端的设置信号DF设置，DF为数字信号，由外部开关电路产本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种程控单相交流电源装置，其特征在于，包括晶体振荡器、SPWM信号产生器、全桥激励器、全桥变换器、隔离式AC/DC变换器、LC低通滤波器、升/降压自耦变压器、反馈电路、数字模拟转换器和误差放大器；所述晶体振荡器产生SPWM信号产生器所需的时钟信号VCLK，所述SPWM信号产生器提供具有死区时间的单极性倍频SPWM信号SPWM1，所述全桥激励器在SPWM1的控制下输出适合全桥变换器高端侧和低端侧所需的SPWM激励信号SPWM2，所述全桥变换器在SPWM2的控制下将高压直流VDC变换为SPWM功率信号VO1，所述隔离式AC/DC变换器将交流市电VI变换为固定的高压直流VDC，所述LC低通滤波器将SPWM功率信号VO1中的载波信号滤出，得到正弦波信号VO2，所述升/降压自耦变压器进行升压或降压以扩展VO2的幅度变化范围，使整机输出电压幅度范围满足预设要求，所述反馈电路处理整机输出电压VO，获得与整机输出电压VO的幅度成正比列的反馈电压VB，所述数字模拟转换器将正弦波幅度设置信号DV转换为模拟的参考电压VR，所述误差放大器放大参考电压VR与反馈电压VB的差值，输出正弦波幅度控制电压VOAD。

【技术特征摘要】
1.一种程控单相交流电源装置，其特征在于，包括晶体振荡器、
SPWM信号产生器、全桥激励器、全桥变换器、隔离式AC/DC变换
器、LC低通滤波器、升/降压自耦变压器、反馈电路、数字模拟转换
器和误差放大器；所述晶体振荡器产生SPWM信号产生器所需的时
钟信号VCLK，所述SPWM信号产生器提供具有死区时间的单极性
倍频SPWM信号SPWM1，所述全桥激励器在SPWM1的控制下输出
适合全桥变换器高端侧和低端侧所需的SPWM激励信号SPWM2，所
述全桥变换器在SPWM2的控制下将高压直流VDC变换为SPWM功
率信号VO1，所述隔离式AC/DC变换器将交流市电VI变换为固定
的高压直流VDC，所述LC低通滤波器将SPWM功率信号VO1中的
载波信号滤出，得到正弦波信号VO2，所述升/降压自耦变压器进行
升压或降压以扩展VO2的幅度变化范围，使整机输出电压幅度范围
满足预设要求，所述反馈电路处理整机输出电压VO，获得与整机输
出电压VO的幅度成正比列的反馈电压VB，所述数字模拟转换器将
正弦波幅度设置信号DV转换为模拟的参考电压VR，所述误差放大
器放大参考电压VR与反馈电压VB的差值，输出正弦波幅度控制电
压VOAD。
2.根据权利要求1所述的程控单相交流...

【专利技术属性】
技术研发人员：王光智，阳宁峰，刘华刚，李谋益，
申请(专利权)人：重庆希诺达通信有限公司，
类型：发明
国别省市：重庆;85