消防应急电源专用逆变器制造技术

一种消防应急电源专用逆变器，具有用于接受蓄电池输出直流电的电源电路，对上述直流进行开关控制的开关电路，对规定频率的正弦波基准信号进行脉冲宽度调制以生成ＰＷＭ信号的脉宽调制电路，以及根据上述ＰＷＭ信号使该开关电路进行开关动作以便控制输出交流电的中央控制电路。本实用新型专利技术的优点是：结构简单，调试方便，防止了因过放电而损坏逆变电源，并且使电源装置能适应低功率因数的感性负载的工作，另外，能够准确检测来自ＩＧＢＴ散热片的温度以实现超温保护，从而适应长时间在恶劣的高温环境下稳定工作的需求。（*该技术在2017年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术属于逆变器
，尤其是涉及一种消防应急电源专用逆变器。
技术介绍
逆变器是一种把直流电压变换成交流电压的电力变换装置。其结构一般由逆变电路组成的功率单元和逆变控制单元两部分构成，具体来说，通常包括 PWM脉冲产生电路部分，用于控制产生脉冲宽度调制脉冲；功率变换部分， 用于输入直流电压，由PWM脉冲产生电路部分产生的脉冲宽度调制脉冲来进 行开关控制，开通时在变压器的原边储存能量，关断时将储存的能量传送到变 压器的副边，经整流滤波后得到所需的各种电压；电压反馈电路部分，用来调 节控制PWM电路输出脉冲的占空比；输出电压整流滤波电路部分，用于通过 整流滤波得到所需要的各种电压。就UPS逆变器的应用而言，消防领域经常会 面临环境恶劣(环温高)的场合，因此需要逆变器具有能够在高温条件下长时 间工作的能力。然而，现有的逆变器普遍结构复杂，由此带来在高温环境下长 时间工作时性能不稳定的缺点，另外，对于可能同时需要带容性、感性和阻性 负载的设备而言，现有的逆变器电源无论是在对负载的适应性上、还是在承受 电机/电容负载在启动时所产生的瞬态浪涌电流的"带载能力"上，都显得较弱。
技术实现思路
有鉴于此，本技术的主要目的在于提供一种消防应急电源专用逆变器, 其一方面克服了现有的UPS逆变器只能适用于容性负载的缺陷，另一方面，能 够适应长时间在恶劣的高温环境下稳定工作的需求。本技术的技术方案为 一种消防应急电源专用逆变器，具有用于接受蓄电池输出直流电的电源电路，对上述直流进行开关控制的开关电路，对规定频率的正弦波基准信号进行脉冲宽度调制以生成PWM信号的脉宽调制电路， 以及根据上述PWM信号使该开关电路进行开关动作以便控制输出交流电的中 央控制电路。所述的中央控制电路包括单片机芯片80C196MC，该芯片的AD0-AD7引 脚分别连接锁存器芯片74HC573的D0-D7引脚，锁存器芯片的Q0-Q7引脚分 别连接存储器芯片27C64的A0-A7引脚，单片机芯片的AD8-AD12引脚分别 连接存储器芯的A8-A12引脚，单片机芯片的WG1-WG3引脚连接双输入四或 门芯片74HC32，单片机芯片的EXYTINT引脚连接有IGBT驱动保护电路，单 片机芯片的PO.O引脚连接有电压检测保护电路，用于稳定输出交流电压；单片 机芯片的P0.3引脚连接有电流检测保护电路，用于稳定输出交流电流；单片机 芯片的P0.6引脚连接有温度检测保护电路，用于对散热片进行超温保护。所述的开关电路包括IGBT驱动器芯片M567962L,该芯片的第1引脚连接 继流二极管D2的负极，D2的正极连接到驱动器芯片的第6引脚，其第5引脚 连接电阻R3，稳压二极管D3、 D4,用于驱动绝缘栅极型功率管IGBT,第8 引脚连接有光耦电路。所述的脉宽调制电路由两个TOP223芯片组成两路输入用以分别驱动两个 开关变压器。本技术的消防应急电源专用逆变器与现有技术相比，具有以下优点 第一，结构简单，调试方便，逆变器采用单片机80C196MC进行控制，通过同步变压器将输入的交流电压变为单片机可接受的电压后，将所检测相同步 信号加到单片机的主速输入借口，通过捕捉中断来确定相位，1GBT的驱动电路的通用性好，均流特性不受IGBT内部是否完全具备相同内阻的限制。第二 ，采用电压检测保护电路和电流检测保护电路防止了因过放电而损坏逆变电源，避免了逆变电源的变压器因启动开始瞬间磁化方向与剩磁方向相同而导致的原边短路，从而防止了大功率半导体开关器件因二次击穿的损坏，而且，充分地吸收了可能由开关器件的开关及误工电流引起的过电压，使电源装置能适应低功率因数的感性负载的工作。另外，通过温度检测保护电路能够准确检测来自IGBT散热片的温度，以实现超温保护，从而给逆变器在环温高的恶 劣环境下长时间工作带来保障。以下结合附图和具体实施方式对本技术作进一步详细地说明附图说明图1是本技术的电路结构连接示意图2是本技术的中央控制电路图3是本技术的IGBT驱动保护电路图4是本技术的电流检测保护电路图5是本技术的电压检测保护电路图6是本技术的温度检测保护电路图7是本技术的开关电路图8是本技术的脉宽调制电路图。具体实施方式如图i所示，本技术的消防应急电源专用逆变器的电路板结构主要分 为逆变中央控制部分、电源部分、驱动板部分和IGBT。其中，对于逆变中央控 制部分，J].为正负]2V电源输入端，J2为5V电源输入端，J3、J4为5V和SPWM 信号输出，过流信号输入端，J5为功能扩展端，J6为温度保护开关和启动开关 输入端，J7、 J8为保护信号输入端，CJ1为反馈输入和风扇电源端。对于电源 部分，J16为5V电源输出端，J10为正负12V电源输出端，这几组电压为主板 供电，J9、 Jll、 J15、 Ji2、 Jl3、 J14都是15V 、 -9V隔离电压输出端，以驱 动IGBT。对于驱动板部分，J19、 J17为-9V和15V输入端，J18为PWM信 号和5V输入，保护信号输出端。图2表示了本技术的中央控制电路，如图所示，所述的中央控制电路 包括单片机芯片80C196MC，该芯片的AD0-AD7引脚分别连接锁存器芯片74HC573的D0-D7引脚，锁存器芯片的Q0-Q7引脚分别连接存储器芯片27C64 的A0-A7引脚，单片机芯片的AD8-AD12引脚分别连接存储器芯的A8-A12引 脚，单片机芯片的WG1-WG3引脚连接双输入四或门芯片74HC32，单片机芯 片的EXYTINT引脚连接有IGBT驱动保护电路，单片机芯片的PO.O引脚连接 有电压检测保护电路，用于稳定输出交流电压；单片机芯片的P0.3引脚连接有 电流检测保护电路，用于稳定输出交流电流；单片机芯片的P0.6引脚连接有温 度检测保护电路，用于对散热片进行超温保护。单片机芯片80C196MC产生三 相六路SPWM信号，同时完成故障提示、检测保护、闭环稳压限流控制、封锁 SPWM脉冲信号等功能。电压反馈信号由单片机的第PO.O引脚输入，从而调节 SPWM信号的脉宽宽度，稳定输出电压，也可通过电位器W1调节，检测温度 从单片机的第P0.6引脚输入，电流信号从单片机的第P0.7引脚输入。如图3所示，本技术的IGBT驱动保护电路采用四二输入与门芯片 74HC08和触发器芯片74HC74,由驱动板加来的过电流信号分别送到四二输入 与门芯片Ull的1、 2和4、 5引脚上，送入触发器芯片74HC74的置位端从而 控制它的/Q端，再经过逻辑与门电路送入单片机芯片80C196MC的EXTINT 引脚进行处理。如图4所示，本技术的电流检测保护电路包括运放U6A,其同相输入 端连接电阻R8、 R9，电容C18、 C19,其输出端连接运放U7B的反相输入端， 运放U7B的输出端通过电阻Rl 3连接有光耦电路。用霍尔电流互感器检测电流 信号由电阻R8、 R9分压加到运放U6A的同相输入端上，然后，经两级缓冲放 大，通过光耦G1隔离加到单片机芯片80C196M上。如图5所示，本技术的电压检测保护电路包括变压器2B1，其副边通 过电阻R25连接到运放U8A的反相输入端，U8A的同相输入本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种消防应急电源专用逆变器，其特征在于：具有用于接受蓄电池输出直流电的电源电路，对上述直流进行开关控制的开关电路，对规定频率的正弦波基准信号进行脉冲宽度调制以生成ＰＷＭ信号的脉宽调制电路，以及根据上述ＰＷＭ信号使该开关电路进行开关动作以便控制输出交流电的中央控制电路。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：李猛，
申请(专利权)人：李猛，
类型：实用新型
国别省市：11[中国|北京]