一种满足感性负载频繁通断的正弦波电源及其应用制造技术

本发明专利技术公开了一种满足感性负载频繁通断的正弦波电源，包括正弦波生成模块：采用DDS数字频率合成技术产生需要频率的正弦波信号并发送给正弦波信号调理电路；正弦波信号调理电路：将正弦波生成模块产生的正弦波信号中的直流分量去除，将正弦波信号的幅值进行放大，变化得到两组幅值相同且相位相差180°的正弦波信号，然后依次传递给后面D类功放电路1和D类功放电路2进行处理；D类功放电路：用于功率放大，分别处理两组幅值相同且相位相差180°的正弦波信号中的一路信号，然后将处理后的信号传递给供电电源和感性负载。本发明专利技术通过上述原理，能使用在要求输出负载为大的感性负载，并且要求不断的接入与断开正弦波电源的应用环境。

A sine wave power supply to meet the frequent interruption of inductive load and its application

The invention discloses a sine wave power supply on-off frequently meet the perceptual load, including sine wave generation module: DDS digital frequency synthesis technology to produce the required frequency sine wave signal and sent to the sine wave signal conditioning circuit; sine wave signal conditioning circuit: sine wave generation module generates a sine wave signal DC component in the removal of the amplitude of sine wave the change of signal amplification, two groups of equal amplitude sine wave signal and the phase difference of 180 degree, and then transferred to the back of the class D power amplifier circuit 1 and D amplifier circuit 2 for processing; class D power amplifier circuit for power amplifier, respectively. Two groups of equal amplitude sine wave signal and the phase difference of 180 degree in a signal, then the signal processing after the transfer to the power supply and the inductive load. Through the above principles, the invention can be applied to the inductive load with large output load, and requires continuous access and disconnection of sine wave power supply application environment.

【技术实现步骤摘要】
一种满足感性负载频繁通断的正弦波电源及其应用
本专利技术涉及正弦波电源，具体涉及一种满足感性负载频繁通断的正弦波电源。
技术介绍
现有技术中当使用场合要求大感性负载频繁接通与断开时，由于电感反电动势的存在，在断开与接通瞬间会使正弦波逆变电源输出正弦波波形严重失真，使得常规的正弦波逆变电源不能运用到该种使用环境中。而方波逆变电源输出含有大量的高次谐波，在带有铁心电感或变压器的负载用电器中将产生附加损耗，会对设备产生干扰及损坏。而高端精密感性设备需要供电电源为正弦波的逆变电源。现有技术已经无法满足使用需要。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题是使该电源在具有带频繁接通与断开的大感性负载而不发生波形畸变，目的在于提供一种满足感性负载频繁通断的正弦波电源，能使用在要求输出负载为大的感性负载，并且要求不断的接入与断开正弦波电源的应用环境，且不会由于电感负载断开时反电动势作用导致常规正弦波逆变器损坏风险。本专利技术通过下述技术方案实现：一种满足感性负载频繁通断的正弦波电源，包括一种满足感性负载频繁通断的正弦波电源，其特征在于，包括正弦波生成模块：采用DDS数字频率合成技术产生需要频率的正弦波信号并发送给正弦波信号调理电路；正弦波信号调理电路：将正弦波生成模块产生的正弦波信号中的直流分量去除，将正弦波信号的幅值进行放大，变化得到两组幅值相同且相位相差180°的正弦波信号，然后依次传递给后面D类功放电路1和D类功放电路2进行处理；D类功放电路：包括D类功放电路1和D类功放电路2，D类功放电路1用于功率放大，两组幅值相同且相位相差180°的正弦波信号中的一路信号，然后将处理后的信号传递给供电电源和感性负载；D类功放电路2用于功率放大，两组幅值相同且相位相差180°的正弦波信号中的另一路信号，然后将处理后的信号传递给供电电源和感性负载；供电电源：为设备提供正弦波逆变电源信号；大感性负载：具有频繁接通与断开功能。现有技术中当使用场合要求大感性负载频繁接通与断开时，由于电感反电动势的存在，在断开与接通瞬间会使正弦波逆变电源输出正弦波波形严重失真，使得常规的正弦波逆变电源不能运用到该种使用环境中。而方波逆变电源输出含有大量的高次谐波，在带有铁心电感或变压器的负载用电器中将产生附加损耗，会对设备产生干扰及损坏。高端精密感性设备需要供电电源为正弦波的逆变电源。本方案提出了一种基于D类功放电路具有输出桥接功能的正弦波逆变电源设计方法。对于正弦波生成模块产生的正弦波信号，先经过正弦波信号调理电路去除直流分量然后经过变化得到两组幅值相同且相位相差180°的正弦波信号后，进入D类功放电路处理后，再接入感性负载和供电电源。由于有了D类功放电路的接入，逆变电源具有带频繁接通与断开的大感性负载而不发生波形畸变优点，在大感性负载，感量为6mH,开关时间：接通25ms,关断时间30ms如此循环，在该种工作条件下正弦波畸变率不大于5％。该电源具有工作温度宽、输出动态响应好、感性负载调整率、在线调整输出频率的特点。该方法效果明显，简单可靠，成本低廉，可广泛应用在感性负载情况。优选的，正弦波生成模块包括AD9833EP芯片、电容C22、电容C24和电容C27，在AD9833EP芯片的端口COMP和端口VDD之间连接电容C24，在AD9833EP芯片的端口VDD和端口DGND之间连接电容C27，端口CAP/2.5V连接下拉电容C23和下拉电容C22，端口VDD连接电源VCC，端口DGND和端口AGND均接地，端口VOUT连接信号输出端VOUT。产生的正弦波具有频率波动率低，输出频率及幅值受温度小，同时输出频率可以方便调整的优点。所述正弦波信号调理电路包括运算放大器U1A、U1B、U1C、电阻R32到电阻R44、电容C19、电容C20、电容C21、电容C25、电容C26、电容C27和三极管Q6，所述运算放大器U1A的同相输入端连接下拉电阻R39，运算放大器U1A的反相输入端和运算放大器U1B的输出端之间连接电阻R41，运算放大器U1A的输出端和U1A的反相输入端之间还连接电阻R44；运算放大器U1B的反相输入端和输出端之间还连接电阻R38，在电阻R38上并联电容C20，运算放大器U1B的反相输入端连接电阻R37一端，电阻R37另一端为信号输出端，运算放大器U1B的同相输入端同时连接下拉电容C19和下拉电阻R35，在运算放大器U1B的同相输入端和运算放大器U1C的输出端之间连接电阻R36；运算放大器U1C的同相输入端连接电阻R40一端，电阻R40另一端连接信号输入端，信号输入端还连接下拉电容C25，运算放大器U1C的反相输入端和输出端之间连接电阻R43，电阻R43两端并联电容C27，运算放大器U1C的反相输入端还连接下拉电阻R42，运算放大器U1C的端口4同时连接下拉电容C21和电源VCC，运算放大器U1C的端口11连接下拉电容C26和电源-VCC；电阻R32、电阻R33和电阻R34依次串联连接，电阻R32一端还连接电源VCC，电阻R34接地，电阻R33和电阻R32的公共连接端还连接信号端口，信号端口还连接三极管Q6的端口2，三极管Q6的端口3接地，三极管Q6的端口1连接电阻R33和电阻R34的公共连接端。由于正弦波产生模块产生的信号幅值较小，正弦信号带有直流分量并且整体方案中需要幅值相同相位相差180°的两组正弦波信号。电路采用具有低温漂、小的失调电压、偏置电流的音频运放实现，选用四通道的运放实现，运放芯片选用OPA1664A实现，采用±5V电源供电。D类功放电路1和D类功放电路2相同，包括比较器A、MOSFET管、电感L、电容C和电阻R，比较器A的同相输入端连接正弦波信号调理电路的输出端，比较器A的反相输入端连接频率固定的三角波，比较器A的输出端连接MOSFET管的端口1，MOSFET管的端口2连接电源VDD，MOSFET管的端口3和端口4同时连接电感L一端，电感L另一端同时连接接地电容C和接地电阻R，MOSFET管的端口5连接电源—VDD。所述接地电容为MKP薄膜电容。电感L和电容C组成的滤波器的截止频率Wc满足如下公式：WI＜WC＜0.2WS，WI表示基波角频率,Ws为D类功率放大器的斩波频率,在设计中取值为400kHz。当电容选择高频特性的MKP薄膜电容且截至频率Wc满足如下条件时，MOSFET管的损耗小，直流供电电源是常规电压的一半，负载接通与断开的频率0-100Hz；正弦波电源的输出频率波动率小于0.25％；输出电压峰-峰值波动小于5％；谐波失真率(THD-N)小于3％；工作温度宽-40℃-65℃。一种满足感性负载频繁通断的正弦波电源的应用，使用在要求输出负载为大的感性负载或阻性负载，并且要求不断的接入与断开正弦波电源的应用环境。本专利技术与现有技术相比，具有如下的优点和有益效果：1、本专利技术由于有了D类功放电路的接入，逆变电源具有带频繁接通与断开的大感性负载而不发生波形畸变优点，该电源具有工作温度宽、输出动态响应好、感性负载调整率、在线调整输出频率的特点，该方法效果明显，简单可靠，成本低廉，可广泛应用在感性负载情况。2、本专利技术正弦波电源能使用在要求输出负载为大的感性负载，并且要求不断的接入与断开正弦波电源的应用环境，且不会由于电感负载断开时反电本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种满足感性负载频繁通断的正弦波电源，其特征在于，包括正弦波生成模块：采用DDS数字频率合成技术产生需要频率的正弦波信号并发送给正弦波信号调理电路；正弦波信号调理电路：将正弦波生成模块产生的正弦波信号中的直流分量去除，将正弦波信号的幅值进行放大，变化得到两组幅值相同且相位相差180°的正弦波信号，然后依次传递给后面D类功放电路1和D类功放电路2进行处理；D类功放电路：包括D类功放电路1和D类功放电路2，D类功放电路1用于功率放大，两组幅值相同且相位相差180°的正弦波信号中的一路信号，然后将处理后的信号传递给供电电源和感性负载；D类功放电路2用于功率放大，两组幅值相同且相位相差180°的正弦波信号中的另一路信号，然后将处理后的信号传递给供电电源和感性负载；供电电源：为设备提供正弦波逆变电源信号；大感性负载：具有频繁接通与断开功能。

【技术特征摘要】
1.一种满足感性负载频繁通断的正弦波电源，其特征在于，包括正弦波生成模块：采用DDS数字频率合成技术产生需要频率的正弦波信号并发送给正弦波信号调理电路；正弦波信号调理电路：将正弦波生成模块产生的正弦波信号中的直流分量去除，将正弦波信号的幅值进行放大，变化得到两组幅值相同且相位相差180°的正弦波信号，然后依次传递给后面D类功放电路1和D类功放电路2进行处理；D类功放电路：包括D类功放电路1和D类功放电路2，D类功放电路1用于功率放大，两组幅值相同且相位相差180°的正弦波信号中的一路信号，然后将处理后的信号传递给供电电源和感性负载；D类功放电路2用于功率放大，两组幅值相同且相位相差180°的正弦波信号中的另一路信号，然后将处理后的信号传递给供电电源和感性负载；供电电源：为设备提供正弦波逆变电源信号；大感性负载：具有频繁接通与断开功能。2.根据权利要求1所述的一种满足感性负载频繁通断的正弦波电源，其特征在于，所述的正弦波生成模块包括AD9833EP芯片、电容C22、电容C24和电容C27，在AD9833EP芯片的端口COMP和端口VDD之间连接电容C24，在AD9833EP芯片的端口VDD和端口DGND之间连接电容C27，端口CAP/2.5V连接下拉电容C23和下拉电容C22，端口VDD连接电源VCC，端口DGND和端口AGND均接地，端口VOUT连接信号输出端VOUT。3.根据权利要求1所述的一种满足感性负载频繁通断的正弦波电源，其特征在于，所述正弦波信号调理电路包括运算放大器U1A、U1B、U1C、电阻R32到电阻R44、电容C19、电容C20、电容C21、电容C25、电容C26、电容C27和三极管Q6，所述运算放大器U1A的同相输入端连接下拉电阻R39，运算放大器U1A的反相输入端和运算放大器U1B的输出端之间连接电阻R41，运算放大器U1A的输出端和U1A的反相输入端之间还连接电阻R44；运算放大器U1B的反相输入端和输出端之间还连接电阻R38，在电阻R38上并联电容C20，运算放大器U1B的反相输入端连接电阻...

【专利技术属性】
技术研发人员：吴航，李正丽，李妍妍，张强，郭丽，许永衡，
申请(专利权)人：绵阳市维博电子有限责任公司，
类型：发明
国别省市：四川,51