高频正弦波逆变器制造技术

本实用新型专利技术涉及一种高频正弦波逆变器，它包括ＤＣ／ＡＣ逆变电路，还包括ＤＣ／ＤＣ高频升压电路、控制电路，ＤＣ／ＡＣ逆变电路的输入端通过ＤＣ／ＤＣ高频升压电路连接到外部直流电压源，ＤＣ／ＡＣ逆变电路的输出端与滤波电路连接后连接至输出端子，控制电路与ＤＣ／ＡＣ逆变电路连接，控制对ＤＣ／ＡＣ逆变电路的驱动，控制电路同时与输出端子连接，采集输出的电信号用于保护、反馈等控制。本实用新型专利技术电路结构简单，输出交流波形为纯正弦波，输出稳压精度高，动态响应特性好、效率高、谐波含量小等特点。（*该技术在2017年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术属于直流/交流电能转换装置
，涉及一种高频 正弦波逆变器，其输出波形为纯正弦波。
技术介绍
逆变器是一种将直流电转化成交流电能的装置，主要分两类，一 类是正弦波逆变器，另一类是方波逆变器。正弦波逆变器输出的是同 我们日常使用的电网一样，可提供高质量的交流电，能够带动任何种 类的负载。但现有的正弦波逆变器技术要求和成本均高，效率较低， 使用受到一定限制。方波逆变器输出的则是质量较差的方波交流电，其正向最大值到 负向最大值几乎在同时产生，这样，对负载和逆变器本身造成剧烈的不稳定影响。同时，其负载能力差，仅为额定负载的40 — 60%，不能 带感性负载。如所带的负载过大，方波电流中包含的三次谐波成分将 使流入负载中的容性电流增大，严重时会损坏负载的电源滤波电容。 针对上述缺点，近年来出现了准正弦波(或称改良方波、修正正弦波、 模拟正弦波等等)逆变器，其输出波形从正向最大值到负向最大值之 间有一个时间间隔，使用效果有所改善，但准正弦波的波形仍然是由折线组成，属于方波范畴，连续性不好，并存在电网中的电磁污染。 准正弦波、改良方波的逆变器由于可以满足我们部分的用电需求，售 价适中，成为市场中的主流产品。因此目前国内以方波或修正正弦波 逆变器居多。还有一些逆变器是采用工频变压器调制输出的，其输出 波形质量差、带载能力很弱，甚至不能带载感性负载及冲击性负载， 损耗大、效率低，对用电设备的使用寿命也造成一定的影响。因此，从环境保护、节能降耗方面考虑，研制新型的具有技术要 求低和成本低的正弦波逆变器已势在必行。
技术实现思路
本技术是针对现有技术中存在的上述技术问题，提供一种高效率低成本的高频正弦波逆变器，可将直流电压变换为单相220V、频 率50Hz的正弦波交流电，可以给使用220V市电的设备独立供电，降 低逆变器输出的谐波含量，和提高对冲击性负载的带载能力以及提高 逆变器效率和可靠度，保护功能完善，应用范围广泛，方便用户设备 在无电网情况下的使用。解决本技术技术问题所采用的技术方案是该高频正弦波逆变 器包括DC/AC逆变电路，还包括DC/DC高频升压电路、滤波电路、 控制电路，DC/AC逆变电路的输入端通过DC/DC高频升压电路连接到 外部直流电压源，DC/AC逆变电路的输出端与滤波电路连接后连接至 输出端子，控制电路与DC/AC逆变电路连接，控制对DC/AC逆变电 路的驱动，控制电路同时与输出端子连接，采集电压、电流反馈信号， 形成闭环控制电路。优选的是，所述DC/DC高频升压电路包括DC/DC逆变桥、驱动 信号发生器、高端驱动器、延时驱动器、高频变压器、整流电路，DC/DC 逆变桥由四个功率开关管组成，该DC/DC逆变桥输入端连接到外部直 流电压源，驱动信号发生器产生二路驱动信号， 一路输入高端驱动器， 驱动DC/DC逆变桥的超前桥壁，另一路输入延时驱动器，DC/DC逆 变桥的滞后桥壁由驱动信号经过RC延时(l微秒左右)后输入高端驱 动器进行驱动，DC/DC逆变桥输出高频方波信号送入高频变压器，经 高频变压器输出高压波信号，再经整流电路整流后输出高压直流给 DC/AC逆变电路，高频变压器的输出端有电流传感器W2，电流传感 器W2对DC/DC逆变桥输出电流采样检测，当电流大于额定值时，电 流传感器W2输出一高电平关闭DC/DC逆变部分，对DC/DC逆变部 分做短路保护。进一步优选的是，驱动信号发生器为专用电源芯片SG3525，开环 输出驱动信号；高端驱动器为IR2110，驱动DC/DC逆变桥的超前桥壁。 优选的是，所述延时驱动器包括RC延时电路与高端驱动器，驱动信号发生器产生的驱动信号经过RC延时后送入高端驱动器IR2110， 由高端驱动器IR2110直接驱动DC/DC逆变桥的滞后桥壁。在全桥 DC/DC变换中，滞后桥壁通过RC延时电路实现，使之具有软开关特 性。优选的是，控制电路包括微控制器MCU和高端驱动器，微控制 器MCU产生4路驱动信号给高端驱动器，高端驱动器驱动由四个功率 开关管组成的DC/AC逆变桥，微控制器MCU同时与输出端子连接， 通过传感器采集输出的电信号，高端驱动器主要采用IR2110芯片；滤 波电路为典型的LC滤波电路。进一步优选的是，微控制器MCU为单片机，单片机电路构成全 数字脉宽调制信号电路，产生DC/AC逆变信号，由单片机控制产生 SPWM脉宽调制波形，产生的调制信号到高端驱动器驱动DC/AC逆变 桥，输出幅值为300 —380V的高压SPWM波，经LC滤波电路，输出 稳定的纯正弦波，控制电路采集输出的电压和电流反馈信号，最终输 出稳定的220V交流。进一步优选的是，单片机输出SPWM波，采用窄脉冲抑制使逆变 器输出很低含量正弦波谐波，在额定负载下高频谐波含量低于1.5%。单片机通过采集逆变器输出端子处的电流波形，经软件滤波和智 能识别，实现对冲击性负载进行有效判别、灵敏的过载、短路保护。本技术具有一个软开关DC/DC高频升压器；MCU控制输出 的DC/AC变换器，以及MCU通过判断输入信号所做的一系列保护动 作。本技术降低了逆变器输出的谐波含量，输出交流波形为纯正 弦波，能提高对冲击性负载的带载能力，电路结构简单，输出稳压精 度高，动态响应特性好、效率高、谐波含量小等特点。附图说明以下结合附图和实施例对本技术进一步说明。 图1是本技术电路原理图 图2是电流传感器W2电路原理图具体实施方式以下结合实施例及附图，对本技术作进一步详细叙述。 下面实施例为本技术的非限定性实施例。如图1所示，本技术逆变器包括DC/DC升压模块和DC/AC 逆变模块，以及DC/AC模块的信号反馈和控制单元。图中Ql、 Q2、 Q3、Q4为功率开关管(可采用IRF4310),该4个功率开关管组成DC/DC 部分逆变桥，由PWM脉宽调制专用芯片SG3525产生驱动信号，经过 驱动电路进行分别驱动DC/DC部分逆变桥；Tl为高频变压器；Dl为 高频整流桥，由4个MUR460 二极管组成；Q5、 Q6、 Q7、 Q8为功率 开关管(可采用IRF22N50)组成DC/AC逆变桥，由单片机产生的SPWM 信号分别驱动这4个功率管；Ll、 Cl为电感和电容，组成LC滤波电 路；MCU为微控制器，采用单片机为MEGA168;功率开关管驱动电路 采用IR2110; Wl和W2为电流采样传感器，电流采样传感器W1型号 为ZME1915007B，电流采样传感器W2的电路包括采样电阻R2和与采 样电阻R2并联的光耦Ul，光耦Ul可采用TLP521-1，光耦(Ul)的 输出端与SG3525的SHUTDOWN引脚连接。驱动信号发生器为专用电源芯片SG3525，开环输出驱动信号， 高频变压器的输出端有电流传感器W2，电流传感器W2采样DC/DC输 出电流，DC/DC输出短路时，电流传感器输出一高电平至SG3525的 SHUTDOWN引脚，关闭DC/DC逆变部分，对DC/DC逆变部分做短路保 护。本技术工作时.-将48V蓄电池接入逆变器输入端，经过内部连线送入由功率开 关管Q1、 Q2、 Q3、 Q4组成的DC/DC逆变桥，在PWM脉宽调制专用芯 片SG3525的P丽波调本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种高频正弦波逆变器，包括ＤＣ／ＡＣ逆变电路，其特征在于还包括ＤＣ／ＤＣ高频升压电路、控制电路、滤波电路，ＤＣ／ＡＣ逆变电路的输入端通过ＤＣ／ＤＣ高频升压电路连接到外部直流电压源，ＤＣ／ＡＣ逆变电路的输出端与滤波电路连接后连接至输出端子，控制电路与ＤＣ／ＡＣ逆变电路连接，控制对ＤＣ／ＡＣ逆变电路的驱动，控制电路同时与输出端子连接，采集电压、电流反馈信号，形成闭环控制电路。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：张新涛，刘伟增，李卫江，包雪峰，
申请(专利权)人：新疆新能源股份有限公司，
类型：实用新型
国别省市：65[中国|新疆]