一种基于FPGA的逆变电源制造技术

本实用新型专利技术属于电子技术领域，本实用新型专利技术提供了一种基于FPGA的逆变电源，包括逆变电源壳体，所述逆变电源包括输入电路、逆变电路、滤波电路、输出电流采样电路、输出电压采样电路、FPGA；本实用新型专利技术中由于FPGA芯片的使用，克服现有技术中系统的采样量化误差会降低算法的分辨率、控制实时性差，动态响应速度慢等缺点。

【技术实现步骤摘要】

本技术属于电子
，尤其是涉及到一种基于FPGA的逆变电源。
技术介绍
利用晶闸管电路把直流电转变成交流电’这种对应于整流的逆向过程，定义为逆变。例如:应用晶闸管的电力机车，当下坡时使直流电动机作为发电机制动运行，机车的位能转变成电能，反送到交流虫M中去。又如运转着的直流电动机，要使它迅速制动，也可让电动机作发电机运行，把电动机的动能转变为电能，反送到电网中去。把直流电逆变成交流电的电路称为逆变电路。在特定场合下，同一套晶闸管变流电路既可作整流，又能作逆变。变流器工作在逆变状态时，如果把变流器的交流侧接到交流虫盪上，把直流电逆变为同麵室的交流电反送到电网去，叫有源逆变。如果变流器的交流侧不与电网联接，而直接接到负载’即把直流电逆变为某一频率或可调频率的交流电供给负载，则叫无源逆变。交流变频调速就是利用这一原理工作的。有源逆变除用于直流可逆调速系统外，还用于交流饶线转子异步电动机的串级调速和高压直流输电等方面。现代逆变技术已被广泛的用于工业和民用领域中的各种功率变换系统和装置中，其中，单相逆变电源广泛用于办公自动化、医药、通讯及国防等方面。随着逆变技术的发展与应用，对单相逆变器电源提出了更高的要求，在很多场合都要求逆变器的输出电压波形精确地跟踪给定信号，且具有快速的动态响应。针对这些问题，目前有很多控制方案，如数字PID控制、多环反馈加前馈控制、无差拍控制、重复控制、滑模变结构、模糊控制以及神经网络控制等等。数字PID控制可以使控制过程快速、准确、平稳，具有良好的控制效果，但是，在采样频率不够高的情况下，系统的采样量化误差会降低算法的分辨率，使得PID调节器的控制精度变差。无差拍控制在理想状态下，输出能够很好地跟踪给定，波形畸变率很小，但是，对系统参数的变化反应灵敏，系统的鲁棒性差。重复控制专门克服死区、非线性负载引起的输出波形周期性畸变，但是控制实时性差，动态响应速度慢。此外还有滑模变结构控制，模糊控制，神经网络控制等，每一种控制方法都有其特长，但都在某些方面存在某些缺点。因此，各种控制方法互相结合，优势互补，结合成复合的控制方案是一种必然的发展趋势。
技术实现思路
本技术的目的是为了克服现有技术中系统的采样量化误差会降低算法的分辨率、控制实时性差，动态响应速度慢等缺点。为此，本技术提供了一种基于FPGA的逆变电源，包括逆变电源壳体，所述逆变电源包括输入电路、逆变电路、滤波电路、输出电流采样电路、输出电压采样电路、FPGA ;所述输入电路输出端与逆变电路输入端电连接，所述逆变电路输出端与滤波电路输入端电连接，所述滤波电路输出端分别与输出电流采样电路输入端和输出电压采样电路输入端电连接，所述输出电流米样电路输出端和输出电压米样电路输出端分别与FPGA输入端电连接；所述输入电路输入端、逆变电路输入端、滤波电路输入端、输出电流采样电路输入端、输出电压米样电路输入端和FPGA输入端分别与电源电路输出端电连接。所述输出电压采样电路包括变压器、比例放大电路、电压信号抬升电路和限幅电路，所述变压器输出端与比例放大器输入端电连接，比例放大器输出端与电压信号抬升电路输入端电连接，电压信号抬升电路的输出端连接限幅电路，该限幅电路输出端作为输出电压采样电路的输出端与FPGA输入端电连接。所述输出电流采样电路包括霍尔电流传感器、电流信号抬升电路和限幅电路；所述霍尔电流传感器的输出端与电压信号抬升电路输入端相连，电压信号抬升电路输出端连接限幅电路输入端，该限幅电路输出端作为输出电流采样电路的输出端与FPGA输入端电连接。所述逆变电源还包括显示电路和按键电路，所述按键电路输出端与FPGA输入端电连接，所述显示电路输入端与FPGA输出端电连接。所述FPGA还包括AD转换电路，AD转换电路的转换引脚作为FPGA的输入端。本技术的有益效果是:本技术提供的一种基于FPGA的逆变电源，包括逆变电源壳体，所述逆变电源包括输入电路、逆变电路、滤波电路、输出电流采样电路、输出电压采样电路、FPGA ;瞬时谐波提取及补偿型单相逆变电源能够稳定、准确地实现直流电的逆变、输出电压、输出电流的采样和SPffM控制信号的驱动，同时FPGA芯片的使用，能够高效、快速的实现控制算法。本技术提出的以瞬时谐波估算法为基础的电压、电流复合观测器能有效的、准确的、快速的估算出单相逆变电源的输出电压和输出电流中的直流分量、基波分量、各次谐波分量。基于D-Q模型的基波跟踪控制不同于传统的轨迹跟踪控制方案，双回路(D轴与Q轴)控制保证了输出波形峰值和相位的稳态精度具有良好动态响应；同时，采用前馈补偿和反馈补偿能够有效的降低输出电压中的总谐波畸变率(THD)及外部噪声干扰，输出电压的波形得到了良好的控制。本技术的控制方法具有稳态精度高、动态响应快速、鲁棒性强、THD小的明显特点。以下将结合附图对本技术做进一步详细说明。【附图说明】图1是本技术的结构框图。【具体实施方式】实施例1如图1所示，为了克服现有技术中系统的采样量化误差会降低算法的分辨率、控制实时性差，动态响应速度慢等缺点。本技术提供了一种基于FPGA的逆变电源，包括逆变电源壳体，所述逆变电源包括输入电路、逆变电路、滤波电路、输出电流采样电路、输出电压采样电路、FPGA ；所述输入电路输出端与逆变电路输入端电连接，所述逆变电路输出端与滤波电路输入端电连接，所述滤波电路输出端分别与输出电流采样电路输入端和输出电压采样电路输入端电连接，所述输出电流米样电路输出端和输出电压米样电路输出端分别与FPGA输入端电连接；所述输入电路输入端、逆变电路输入端、滤波电路输入端、输出电流采样电路输入端、输出电压米样电路输入端和FPGA输入端分别与电源电路输出端电连接。所述输出电压采样电路包括变压器、比例放大电路、电压信号抬升电路和限幅电路，所述变压器输出端与比例放大器输入端电连接，比例放大器输出端与电压信号抬升电路输入端电连接，电压信号抬升电路的输出端连接限幅电路，该限幅电路输出端作为输出电压采样当前第1页1 2 本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于FPGA的逆变电源，包括逆变电源壳体，其特征在于：所述逆变电源壳体内部包括输入电路、逆变电路、滤波电路、输出电流采样电路、输出电压采样电路、FPGA；所述输入电路输出端与逆变电路输入端电连接，所述逆变电路输出端与滤波电路输入端电连接，所述滤波电路输出端分别与输出电流采样电路输入端和输出电压采样电路输入端电连接，所述输出电流采样电路输出端和输出电压采样电路输出端分别与FPGA输入端电连接；所述输入电路输入端、逆变电路输入端、滤波电路输入端、输出电流采样电路输入端、输出电压采样电路输入端和FPGA输入端分别与电源电路输出端电连接。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：台明超，
申请(专利权)人：开县正品诚赢科技发展有限责任公司，
类型：新型
国别省市：重庆;85