一种逆变电源制造技术

本实用新型专利技术公开了一种逆变电源，其发电机输出三相电给整流桥整流，输出直流电压给逆变电路，该逆变电路的输出逆变电给滤波电路，滤波电路输出正弦波电压，其特征在于：整流桥的输出端连接直流电压检测器，直流电压检测器向ＰＩＣ微电脑控制器ＭＣＵ输出检测结果；该ＭＣＵ还与输出电压检测器连接；所述ＰＩＣ微电脑控制器ＭＣＵ的二个输出端ＰＡ、ＰＢ连接有光耦驱动器的输入端，光耦驱动器的输出端连接逆变电路的控制端。其有益效果是：降低了发电机输出波形的畸变率，提高了电源质量；在不改变硬件的情况下，能根据不同国家或地区电压和频率的用电环境要求，作出相应的输出频率和电压调整。（*该技术在2017年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术属于电源供电装置，具体地说，是一种对通用发电机的逆变电源。
技术介绍
通用发电机主要用于停电情况下，或是没有电源的环境，为用电设备供电， 通机内安装有发电机，传统发电机的电源供电装置包括发电机、三相半控整流 桥、逆变电路、滤波电路和光隔离驱动器，其中发电机的三相绕组输出三相电 给所述三相半控整流桥的输入端，该三相半控整流桥的输出端输出的直流电压 给所述逆变电路，该逆变电路为半导体整流元件，逆变电路的控制端连接控制 电路，控制电路控制逆变电路中半导体整流元件的导通程度，该逆变电路的输 出端输出逆变电给所述滤波电路的输入端连接驱动电路，该滤波电路滤波整形 后，其二个输出端输出正弦波电压。公知的单相发电机是二极同步发电机，采取的是AVR调节转子励磁电流来进行调压，为了保证输出额定电压和频率与市 电相同，所以发电机的转速不管是空载、半载还是重载的时候，都是工作在固 定的转速，输出50Hz时是3000转/分钟，输出60Hz时是3600转/分钟，这样 将造成一定的能源浪费，也不环保；而且逆变电路正弦波形畸变率很大，如图1、 图2所示，图1为空载波形、图2为满载波形，通常的波形畸变率达到20%左右， 难以控制在国家标准规定的5%以下，电压和频率波动大，欠压与过压保护的响 应速度慢或者就没有，对电源质量要求高的设备容易造成损坏；发电机的开、 关机都需要人为现场干预，操控也比较麻烦。现有发电机的缺点是输出波形的畸变率大电压和频率波动大，欠压与过 压保护的响应速度慢或者就没有，且其工作转速固定，输出波形不能既满足50Hz，又满足60Hz用电环境的要求。
技术实现思路
针对现有技术存在的问题，本技术的目的在于提供一种逆变电源，能 降低输出波形的畸变率，在不改变硬件的情况下，能根据不同国家或地区电压 和频率的用电环境要求，作出相应的输出频率和电压调整。为达到上述目的，本技术的技术方案如下 一种逆变电源，包括发电 机、三相半控整流桥、逆变电路、滤波电路和光隔离驱动器，其中发电机的三 相绕组输出三相电给所述三相半控整流桥的输入端，该三相半控整流桥的输出 端输出的直流电压给所述逆变电路，该逆变电路的输出端输出逆变电给所述滤 波电路的输入端，该滤波电路的二个输出端输出的正弦波电压，其关键在于 所述三相半控整流桥的输出端还连接有直流电压检测器的检测端A/D1，直流电 压检测器的输出端向PIC微电脑控制器MCU输出检测结果；该PIC微电脑控制器MCU还设置有电压检测端A/D2，该电压检测端A/D2与 输出电压检测器的输出端连接，该输出电压检测器的二个检测端分别连接在所 述滤波电路的二个输出端上；所述PIC微电脑控制器MCU的二个输出端PA、 PB连接有光耦驱动器的输入 端，该光耦驱动器的输出端连接所述逆变电路的控制端。PIC微电脑控制器MCU的二个输出端PA、 PB输出电压值稳定的脉冲波，其 脉冲波的频率周期不变，波宽由大到小、再由小到大，呈正弦规律变化。只需 调整PIC微电脑控制器MCU内预设的工作频率，就能满足不同国家或地区电压 和频率的用电环境要求。所述PIC微电脑控制器MCU内设置有控制器、SP丽比较器和输出电压比较器；其中所述输出电压比较器接收控制器提供的输出电压比较值，该输出电压比较器还获取所述电压检测端A/D2的当前电压值，输出电压比较器输出所述输 出电压比较值和当前电压值的对比结果给所述控制器，控制器向所述SP碰比较器提供SP丽比较值；所述SP丽比较器还获取所述检测端A/D1的检测结果，SP麵比较器输出所 述检测结果和SP丽比较值的比较结果给所述控制器，控制器根据比较结果输出 SP簡载波信号给所述PIC微电脑控制器MCU的二个输出端PA、 PB。所述PIC微电脑控制器MCU内设置有输出电流比较器，该输出电流比较器 设置有电流检测端A/D3，该电流检测端A/D3与输出电流检测器的输出端连接， 该输出电流检测器的二个检测端串接在所述滤波电路的一个输出端电路上，所 述输出电流比较器内存储有过电流保护值，输出电流比较器获取所述输出电流 检测器的检测值，并与过电流保护值比较，将比较结果传送给所述控制器。电流检测器输出的检测值送入PIC微电脑控制器MCU， MCU将电流值与电流 保护值比较，当大于该值即关闭输出端PA、 PB，停止输出脉冲波，保护整个系 统。所述光隔离驱动器包括第一、第二、第三、第四光耦，所述逆变电路为IGBT 逆变H桥，该IGBT逆变H桥包括第一、第二、第三、第四开关管；其中第一、第三光耦的输入端并接在所述PIC微电脑控制器MCU的输出端 PA上，第二、第四光耦的输入端并接在所述PIC微电脑控制器MCU的输出端PB 上；光耦隔离为现有技术，保护MCU不被大电流烧损。pic微电脑控制器mcu的输出端pa输出的脉冲波，被第一、第四开关管放大，输出端pb输出的脉冲波，被第二、第三开关管放大，其脉冲波的频率周期和波宽变化保持一致，电压幅度被开关管放大。所述第一光耦的输出端连接有第一二极管的负极，该第一二极管的正极接 所述第一开关管的栅极，所述第二光耦的输出端连接有第二二极管的负极，该 第二二极管的正极接所述第三开关管的栅极，所述第三光耦的输出端连接有第 三二极管的负极，该第三二极管的正极接所述第四开关管的栅极，所述第四光 耦的输出端连接有第四二极管的负极，该第四二极管的正极接所述第二开关管的栅极，所述第一、第二、第三、第四二极管的两端都分别并联有电阻；所述第一、第三开关管的源极并接在所述三相半控整流桥的正电源输出端 上，所述第一开关管的漏极接第二开关管的源极，所述第三开关管的漏极接第 四开关管的源极，所述第二、第四开关管的漏极并接在所述三相半控整流桥的 地线端上，所述第一、第二、第三、第四开关管的栅极与漏极之间分别连接有 电阻；所述第一开关管和第三开关管的漏极作为逆变电路的输出端，连接所述滤 波电路。第一、第二、第三、第四开关管输出的脉冲波被滤波电路整形后，生成正 弦波，其中波宽部分被整形为正弦波波峰，波窄部分被整形为波谷。通过pic 微电脑控制器mcu、 igbt逆变h桥和滤波电路，发电机产生的电能被重新逆变， 其输出的正弦波波形频率完全由pic微电脑控制器mcu， mcu可以根据负载需求 做自适应调整频率和电压，避免能源浪费，同时，正弦波形的畸变率被抑制在 了 2. 5%以内，完全符合5%的国家供电标准。所述第一光耦的电源端Vcc连接有第一自举二极管的负极，该第一自举二 极管的正极接正电源，第一光耦的电源端Vcc还连接有第一自举电容的正极， 该第一自举电容的负极接所述第一光耦的逻辑地电位端Vss，该逻辑地电位端 VSS还连接所述第一开关管的漏极；所述第二光耦的电源端Vcc连接有第二自举二极管的负极，该第二自举二极管的正极接正电源，第二光耦的电源端Vcc还连接有第二自举电容的正极， 该第二自举电容的负极接所述第二光耦的逻辑地电位端Vss，该逻辑地电位端VSS还连接所述第三开关管的漏极；所述第三、第四光耦的逻辑地电位端Vss并接在一起，并与所述第二、第四开关管的漏极并接在一起。常规的光耦控制开关管技术，为避免反向电流对电源和光耦的冲击，都是 采用四路电源分别为四个光耦供电，自举二极管和自举本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种逆变电源，包括发电机（１）、三相半控整流桥（３）、逆变电路（５）、滤波电路（６）和光隔离驱动器（１１），其中发电机（１）的三相绕组输出三相电给所述三相半控整流桥（３）的输入端，该三相半控整流桥（３）的输出端输出的直流电压给所述逆变电路（５），该逆变电路（５）的输出端输出逆变电给所述滤波电路（６）的输入端，该滤波电路（６）的二个输出端输出的正弦波电压，其关键在于：所述三相半控整流桥（３）的输出端还连接有直流电压检测器（１０）的检测端Ａ／Ｄ１，直流电压检测器（１０）的输出端向ＰＩＣ微电脑控制器（ＭＣＵ）输出检测结果；该ＰＩＣ微电脑控制器（ＭＣＵ）还设置有电压检测端Ａ／Ｄ２，该电压检测端Ａ／Ｄ２与输出电压检测器（７）的输出端连接，该输出电压检测器（７）的二个检测端分别连接在所述滤波电路（６）的二个输出端上 ；所述ＰＩＣ微电脑控制器（ＭＣＵ）的二个输出端ＰＡ、ＰＢ连接有光耦驱动器（１１）的输入端，该光耦驱动器（１１）的输出端连接所述逆变电路（５）的控制端。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：艾纯，甘性华，
申请(专利权)人：艾纯，
类型：实用新型
国别省市：85[中国|重庆]