一种变频电源制造技术

本发明专利技术提供了一种变频电源，包括EMI滤波电路、整流滤波电路、电压调节电路、第一单片机、逆变驱动电路及桥式逆变电路，EMI滤波电路接收加载的单相交流电压并输出滤波信号，整流滤波电路对滤波信号进行整流和滤波后输出稳定的直流电压，电压调节电路对直流电压进行电压调整，输出调节后电压信号；第一单片机生成SPWM控制信号并输入逆变驱动电路，逆变驱动电路根据SPWM控制信号生成SPWM驱动信号，桥式逆变电路根据SPWM驱动信号对调节后电压信号进行逆变获得变频正弦电压并输出。该变频电源结构简单，成本低，控制精确，可以用于舰艇，飞机及机载设备、雷达、导航等军用电子设备，以及其它需要的中频电源控制设备。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及电源
，特别涉及一种变频电源。
技术介绍
众所周知，我们所使用的市电频率是50Hz，但是，在实际生活中，有时需要的电源频率不是50Hz。电气化铁路是我国铁路发展的方向，25Hz电源是电气化铁路区段信号系统的关键设备。在航空航天领域大量使用的电源是400Hz的电源。由此可以看出在很多场合，需要电源的频率并不是市电所提供的50Hz。结果造就变频电源的产生。在现实生活中变频电源广泛应用于航空、机械、轻工等行业。1969年世界上诞生第一台逆变电源，由于其具有调节特性优良、而且体积小、重量轻、功耗低，在电子和电气领域得到了迅速的推广应用。逆变器从1969年发展到今天，经历了几十年的发展过程。其控制方法也出现了许多，大致可以分为：变压和变频控制方法。目前采用较多的是变压中的脉宽调制技术即PWM控制技术，即利用控制输出电压的脉冲宽度，将直流电压调制成等幅宽度可变的交流输出电压脉冲，来控制输出电压的有效值、控制输出电压谐波的分布和抑制谐波。PWM技术可以迅速地控制输出电压，及其有效地进行谐波抑制，它的动态响应好，在输出电压质量、效率等诸方面有着明显的优点。一种现有的PWM技术其采用比较器对正弦波和三角波进行比较得到PWM波，将比较后得到PWM送入驱动电路放大后再驱动IGBT。该方法实现比较困难，并且受运放参数影响较大，调试困难，稳定性较差而且，不易灵活控制。另一种现有的PWM技术其采用间接生成法即使用专用的PWM芯片与单片机进行通讯的方式，用单片机去指令控制PWM的移相或倒相。该方法优点是单片机的工作量并不大运算速度要求不高，可以用一般的单片机实现。缺 点是专用PWM芯片难以控制，增加了系统的复杂程度成本较高，不易于在实际中应用。但传统的变频电源采用的都是模拟控制系统，模拟控制经过多年的发展，己经非常成熟。然而，模拟控制有着固有的缺点：控制电路的元器件比较多，电路复杂，所占体积大，制造成本比较高；灵活性不够，硬件电路设计好了，控制策略就无法改变；最主要的是变频电源不便于调试，大量的模拟元器件使其之间的连接相当复杂，从而使系统的故障检测与维修比较困难。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种变频电源，以解决现有的变频电源存在的电路复杂，所占体积大，制造成本比较高，控制策略不能改变，不便于调试，以及电源的故障检测与维修比较困难的问题。为实现上述目的，本专利技术提供了一种变频电源，包括电压调节模块、逆变输出模块，其中，所述电压调节模块包括EMI滤波电路、整流滤波电路、电压调节电路，所述EMI滤波电路用于接收加载的单相交流电压，并输出滤波信号至所述整流滤波电路，所述整流滤波电路用于对所述滤波信号进行整流和滤波后输出稳定的直流电压至所述电压调节电路，所述电压调节电路对所述直流电压进行电压调整，输出调节后电压信号；所述逆变输出模块包括第一单片机、逆变驱动电路及桥式逆变电路，所述第一单片机用于生成SPWM控制信号并将所述SPWM控制信号输入逆变驱动电路，所述逆变驱动电路用于根据输入的SPWM控制信号生成SPWM驱动信号并发送至所述桥式逆变电路，所述桥式逆变电路根据所述SPWM驱动信号对输入的所述调节后电压信号进行逆变获得变频正弦电压并输出。较佳地，还包括电压显示模块，所述电压显示模块用于获取所述调节后电压信号以显示当前的电压值。较佳地，所述电压显示模块包括第二单片机、电压采样电路、显示驱动电路及电压显示电路，所述电压采样电路用于对所述调节后电压信号进行采样后将采样信号发送至所述第二单片机，所述第二单片机用于对所述采样信号进行处理后得到控制信号，所述控制信号输出至所述显示驱动电路，所述 显示驱动电路用于根据所述控制信号驱动所述电压显示电路进行电压的显示。较佳地，还包括第二电源电路，所述第二电源电路用于为所述电压显示单元及所述第一单片机供电。较佳地，所述逆变输出模块还包括光电隔离电路，所述第一单片机生成的SPWM控制信号加载在所述光电隔离电路上后，由所述光电隔离电路进行变压隔离后输出SPWM波形信号至所述逆变驱动电路以生成SPWM驱动信号。较佳地，所述逆变驱动电路包括NPN三极管及PNP三极管，所述NPN三极管的发射极与所述PNP三极管的发射极相连，一上拉电阻的一端与所述NPN三极管及PNP三极管的发射极相连，所述上拉电阻的另一端构成输出端，所述NPN三极管的基极与所述PNP三极管的基极相连构成输入端，所述SPWM波形信号通过所述输入端输入所述逆变驱动电路，所述输出端输出SPWM驱动信号。较佳地，还包括与所述逆变驱动电路相连的第一电源电路，所述第一电源电路用于为所述逆变驱动电路提供驱动电源。较佳地，所述桥式逆变电路为由4个绝缘门极双极型晶体管组成的全桥式电路。较佳地，还包括输出滤波电路，所述变频正弦电压经所述输出滤波电路滤波后输出。本专利技术提供的变频电源通过第一单片机输出小信号的SPWM波形，再将其通过光电耦合电路进行隔离放大后，再送入IGBT桥式电路中放大，进行开关放大到所需的电压值，经过低通滤波后得到所需频率的正弦波电压信号。该技术方案具有以下有益效果：(1)通过第一单片机ATMEGA8根据等效面积算法来计算逆变产生SPWM波形，可有效保持输出波形不出现明显失真；(2)该系统结构简单，成本低，控制精确，可以用于舰艇，飞机及机载设备、雷达、导航等军用电子设备，以及其它需要的中频电源控制设备；(3)体积小，无需调外部元件，接口简单。附图说明图1为本专利技术优选实施例提供的变频电源的原理框图；图2为本专利技术优选实施例的光电隔离电路组成图；图3为本专利技术优选实施例的逆变驱动电路组成图；图4为本专利技术优选实施例的桥式逆变电路组成图；图5为本专利技术优选实施例的第一电源电路组成图；图6为本专利技术优选实施例的第二电源电路组成图；图7为本专利技术优选实施例的第一单片机部分电路组成图；图8为优选实施例的光电隔离电路、逆变驱动电路及桥式逆变电路连接图；图9为本专利技术优选实施例的电压显示模块部分组成图。具体实施方式为更好地说明本专利技术，兹以一优选实施例，并配合附图对本专利技术作详细说明，具体如下：如图1所示，本实施例提供的变频电源，包括电压调节模块10、逆变输出模块20。其中，电压调节模块10包括EMI滤波电路11、整流滤波电路12及电压调节电路13。EMI滤波电路11用于接收加载的单相交流电压，并输出滤波信号至所述整流滤波电路，整流滤波电路12用于对所述滤波信号进行整流和滤波后输出稳定的直流电压至所述电压调节电路，电压调节电路13对所述直流电压进行电压调整，输出调节后电压信号。逆变输出模块20包括第一单片机21、逆变驱动电路22及桥式逆变电路23，第一单片机21用于生成SPWM控制信号并将SPWM控制信号输入驱动电路22，驱动电路22用于根据输入的SPWM控制信号生成SPWM驱动信号并发送至桥式逆变电路23，桥式逆变电路23根据所述SPWM驱动信号对输 入的调节后电压信号进行逆变获得变频正弦电压并输出。该变频电源还包括电压显示模块30，用于获取调节后电压信号以显示当前的电压值。电压显示模块30包括第二单片机31、电压采样电路32、显示驱动电路33及电压显示电路34，所述电压采样电路用于对所述调节后电压信号进行采样后将采样信号发送至所述第二单片机，所述第二单本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种变频电源，其特征在于，包括电压调节模块、逆变输出模块，其中，所述电压调节模块包括EMI滤波电路、整流滤波电路、电压调节电路，所述EMI滤波电路用于接收加载的单相交流电压，并输出滤波信号至所述整流滤波电路，所述整流滤波电路用于对所述滤波信号进行整流和滤波后输出稳定的直流电压至所述电压调节电路，所述电压调节电路对所述直流电压进行电压调整，输出调节后电压信号；所述逆变输出模块包括第一单片机、逆变驱动电路及桥式逆变电路，所述第一单片机用于生成SPWM控制信号并将所述SPWM控制信号输入逆变驱动电路，所述逆变驱动电路用于根据输入的SPWM控制信号生成SPWM驱动信号并发送至所述桥式逆变电路，所述桥式逆变电路根据所述SPWM驱动信号对输入的所述调节后电压信号进行逆变获得变频正弦电压并输出。

【技术特征摘要】
1.一种变频电源，其特征在于，包括电压调节模块、逆变输出模块，其中，所述电压调节模块包括EMI滤波电路、整流滤波电路、电压调节电路，所述EMI滤波电路用于接收加载的单相交流电压，并输出滤波信号至所述整流滤波电路，所述整流滤波电路用于对所述滤波信号进行整流和滤波后输出稳定的直流电压至所述电压调节电路，所述电压调节电路对所述直流电压进行电压调整，输出调节后电压信号；所述逆变输出模块包括第一单片机、逆变驱动电路及桥式逆变电路，所述第一单片机用于生成SPWM控制信号并将所述SPWM控制信号输入逆变驱动电路，所述逆变驱动电路用于根据输入的SPWM控制信号生成SPWM驱动信号并发送至所述桥式逆变电路，所述桥式逆变电路根据所述SPWM驱动信号对输入的所述调节后电压信号进行逆变获得变频正弦电压并输出。2.根据权利要求1所述的变频电源，其特征在于，还包括电压显示模块，所述电压显示模块用于获取所述调节后电压信号以显示当前的电压值。3.根据权利要求2所述的变频电源，其特征在于，所述电压显示模块包括第二单片机、电压采样电路、显示驱动电路及电压显示电路，所述电压采样电路用于对所述调节后电压信号进行采样后将采样信号发送至所述第二单片机，所述第二单片机用于对所述采样信号进行处理后得到控制信号，所述控制信号输出至所述显示驱动电路，所述显示驱动电路用于根据所述控制信号驱动...

【专利技术属性】
技术研发人员：祝清兰，费琛，周芸吉，
申请(专利权)人：苏州工业职业技术学院，
类型：发明
国别省市：江苏;32