一种变频电源转换器制造技术

本发明专利技术提供了一种变频电源转换器，所述变频电源转换器包括三相整流电路、FPGA、第一IGBT阵列、三相滤波电路以及控制模块，所述三相整流电路连接在所述第一IGBT阵列的输入端，所述FPGA与所述第一IGBT阵列之间连接有第一隔离驱动模块，所述三相滤波电路连接在所述第一IGBT阵列的输出端，所述控制模块与所述FPGA连接，其中，所述FPGA包括脉冲生成模块、地址生成模块以及SPWM波生成模块，本发明专利技术可满足变频电源的精密控制以及高精度调试。电源的精密控制以及高精度调试。电源的精密控制以及高精度调试。

【技术实现步骤摘要】
一种变频电源转换器


[0001]本专利技术属于电源转换器的
，具体地涉及一种变频电源转换器。

技术介绍

[0002]现在的变频电源大量是选用单片集成的控制电路，该集成的控制电路价格低、性能稳定可靠、适用各种应用场景的系列产品，但该产品因为过于简化，导致生成的变频电源输出也很简单粗放，波形失真都是百分之几到百分之十几，有的甚至百分之几十的波形畸变，无法满足变频电源的精密控制以及高精度调试。

技术实现思路

[0003]为了解决上述技术问题，本专利技术提供了一种变频电源转换器，实现了更精密、更准确的变频电源的控制。
[0004]第一方面，该专利技术提供以下技术方案，一种变频电源转换器，所述变频电源转换器包括三相整流电路、FPGA、第一IGBT阵列、三相滤波电路以及控制模块；所述三相整流电路用于将第一三相交流电压整流为三相直流电压，所述三相整流电路连接在所述第一IGBT阵列的输入端，所述三相整流电路的输入端处连接有A相电压输入端、B相电压输入端与C相电压输入端；所述FPGA用于在原始晶振的驱动下输出第一SPWM波，所述FPGA与所述第一IGBT阵列连接，所述FPGA与所述第一IGBT阵列之间连接有第一隔离驱动模块，所述第一隔离驱动模块用于通过所述第一SPWM波隔离控制所述第一IGBT阵列内的光电开关，生成对应的开关量；所述第一IGBT阵列用于根据所述光电开关的开关量将所述第一SPWM波转换为第二SPWM波，并根据所述第二SPWM波将所述三相直流电压转换为三路频率、相位、幅度均可调的第二三相交流电压；所述三相滤波电路用于过滤所述第二三相交流电压中各相电压的高频剩余以及各相电压对地的高频剩余，所述三相滤波电路的输出端连接有A相电压输出端、B相电压输出端与C相电压输出端，所述三相滤波电路连接在所述第一IGBT阵列的输出端；所述控制模块用于向所述FPGA发送对应的机器指令，以驱动所述FPGA根据所述机器指令控制所述光电开关完成三相频率、相位、幅度均可调的所述第二三相交流电压的输出，所述控制模块与所述FPGA连接；其中，所述FPGA具体包括：脉冲生成模块，用于通过所述原始晶振驱动输出的每一个脉冲将高速累加器的被加数据与用户设置的加数相加，以得到累计加数数据，并当所述累计加数数据大于所述高速累加器的位数时，将所述高速累加器的最高溢出位作为脉冲源；地址生成模块，用于将各相的相位初始值对应的数字载入各相累加计数器中作为最初被加数，根据所述最初被加数并在所述脉冲源输出的脉冲下累加计数以得到计数输出
值，并将所述计数输出值作为下一波表的输入地址；SPWM波生成模块，用于根据所述输入地址计算各相波表中对应字节的波表值，从对应波表中置换输出所述波表值，并将所述波表值转换为具有正弦波形基波的所述第一SPWM波。
[0005]相比现有技术，本申请的有益效果为：本专利技术通过FPGA输出第一SPWM波隔离控制第一IGBT阵列的开关量，进而使得该变频电源转换器可输出三路频率、相位、幅度可调的第二三相交流电压，同时最终经滤波输出后的第二三相交流电压的输出频率可在5Hz—500Hz范围内调节，第二三相交流电压之间的相位可以0.1
°
的分辨率地任意调节，且最后输出的第二三相交流电压的波形的失真度优于1%，稳定空载度优于0.5%，空载和满载时幅度变化小于0.5%，可满足变频电源的精密控制以及高精度调试。
[0006]较佳的，所述三相整流电路包括连接在所述A相电压输入端的第一电抗器、连接在所述B相电压输入端的第二电抗器、连接在所述C相电压输入端的第三电抗器，所述三相整流电路的输出端处连接有第四电抗器以及第一无极性电容。
[0007]较佳的，所述三相整流电路与所述第一IGBT阵列之间连接有第二IGBT阵列，所述第二IGBT阵列包括第一降损IGBT、第二降损IGBT、第三降损IGBT、第四降损IGBT、第五降损IGBT、第六降损IGBT，所述第二IGBT阵列与所述FPGA之间连接有第二隔离驱动模块，所述第一电抗器与所述第一降损IGBT、所述第二降损IGBT连接，所述第二电抗器与所述第三降损IGBT、所述第四降损IGBT连接，所述第三电抗器与所述第五降损IGBT、所述第六降损IGBT连接，所述第二隔离驱动模块与所述第一降损IGBT、所述第二降损IGBT、所述第三降损IGBT、所述第四降损IGBT、所述第五降损IGBT、所述第六降损IGBT连接。
[0008]较佳的，所述三相整流电路与所述FPGA之间连接有过零监测电路，所述过零监测电路包括依次连接在所述A相电压输入端的第一模拟运算放大器、第一单路过零比较器以及第一施密特触发器、依次连接在所述B相电压输入端的第二模拟运算放大器、第二单路过零比较器以及第二施密特触发器、依次连接在所述C相电压输入端的第三模拟运算放大器、第三单路过零比较器以及第三施密特触发器，所述三相整流电路输出端连接有第四模拟运算放大器，所述第四模拟运算放大器与所述第一单路过零比较器、所述第二单路过零比较器、所述第三单路过零比较器连接，其中，所述过零监测电路用于对三路输入电压进行过零比较监测并通过所述FPGA对三路脉冲采样跟踪计算三路电压的过压时刻，控制所述第二IGBT阵列的开关量，以降低所述三相整流电路的能量损耗。
[0009]较佳的，所述第一模拟运算放大器、所述第二模拟运算放大器、所述第三模拟运算放大器、所述第四模拟运算放大器均采用OP07，所述第一单路过零比较器、所述第二单路过零比较器、所述第三单路过零比较器均采用LM311，所述第一施密特触发器、所述第二施密特触发器、所述第三施密特触发器均采用74LS14。
[0010]较佳的，所述第一IGBT阵列包括第一控制IGBT、第二控制IGBT、第三控制IGBT、第四控制IGBT、第五控制IGBT、第六控制IGBT，所述第一控制IGBT以及所述第二控制IGBT与所述A相电压输出端连接，所述第三控制IGBT以及所述第四控制IGBT与所述B相电压输出端连接，所述第五控制IGBT以及所述第六控制IGBT与所述C相电压输出端连接，所述第一隔离驱动模块分别与所述第一控制IGBT、所述第二控制IGBT、所述第三控制IGBT、所述第四控制IGBT、所述第五控制IGBT、所述第六控制IGBT连接。
[0011]较佳的，所述三相滤波电路包括第一滤波电路，所述第一滤波电路包括第五电抗器、第六电抗器、第七电抗器、第二无极性电容、第三无极性电容、第四无极性电容，所述第五电抗器连接在所述第一控制IGBT与所述A相电压输出端之间，所述第二无极性电容连接在所述第二控制IGBT与所述A相电压输出端之间，所述第六电抗器连接在所述第三控制IGBT与所述B相电压输出端之间，所述第三无极性电容连接在所述第四控制IGBT与所述B相电压输出端之间，所述第七电抗器连接在所述第五控制IGBT与所述C相电压输出端之间，所述第四无极性电容连接在所述第六控制IGBT与所述C相电压输出端之间。
[0012]较佳的，所述三相滤波电路还包括第二滤波电路，所述第二滤波电路包括第一电感器、第二电感器、第本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种变频电源转换器，其特征在于，所述变频电源转换器包括三相整流电路、FPGA、第一IGBT阵列、三相滤波电路以及控制模块；所述三相整流电路用于将第一三相交流电压整流为三相直流电压，所述三相整流电路连接在所述第一IGBT阵列的输入端，所述三相整流电路的输入端处连接有A相电压输入端、B相电压输入端与C相电压输入端；所述FPGA用于在原始晶振的驱动下输出第一SPWM波，所述FPGA与所述第一IGBT阵列连接，所述FPGA与所述第一IGBT阵列之间连接有第一隔离驱动模块，所述第一隔离驱动模块用于通过所述第一SPWM波隔离控制所述第一IGBT阵列内的光电开关，生成对应的开关量；所述第一IGBT阵列用于根据所述光电开关的开关量将所述第一SPWM波转换为第二SPWM波，并根据所述第二SPWM波将所述三相直流电压转换为三路频率、相位、幅度均可调的第二三相交流电压；所述三相滤波电路用于过滤所述第二三相交流电压中各相电压的高频剩余以及各相电压对地的高频剩余，所述三相滤波电路的输出端连接有A相电压输出端、B相电压输出端与C相电压输出端，所述三相滤波电路连接在所述第一IGBT阵列的输出端；所述控制模块用于向所述FPGA发送对应的机器指令，以驱动所述FPGA根据所述机器指令控制所述光电开关完成三相频率、相位、幅度均可调的所述第二三相交流电压的输出，所述控制模块与所述FPGA连接；其中，所述FPGA具体包括：脉冲生成模块，用于通过所述原始晶振驱动输出的每一个脉冲将高速累加器的被加数据与用户设置的加数相加，以得到累计加数数据，并当所述累计加数数据大于所述高速累加器的位数时，将所述高速累加器的最高溢出位作为脉冲源；地址生成模块，用于将各相的相位初始值对应的数字载入各相累加计数器中作为最初被加数，根据所述最初被加数并在所述脉冲源输出的脉冲下累加计数以得到计数输出值，并将所述计数输出值作为下一波表的输入地址；SPWM波生成模块，用于根据所述输入地址计算各相波表中对应字节的波表值，从对应波表中置换输出所述波表值，并将所述波表值转换为具有正弦波形基波的所述第一SPWM波。2.根据权利要求1所述的变频电源转换器，其特征在于，所述三相整流电路包括连接在所述A相电压输入端的第一电抗器、连接在所述B相电压输入端的第二电抗器、连接在所述C相电压输入端的第三电抗器，所述三相整流电路的输出端处连接有第四电抗器以及第一无极性电容。3.根据权利要求2所述的变频电源转换器，其特征在于，所述三相整流电路与所述第一IGBT阵列之间连接有第二IGBT阵列，所述第二IGBT阵列包括第一降损IGBT、第二降损IGBT、第三降损IGBT、第四降损IGBT、第五降损IGBT、第六降损IGBT，所述第二IGBT阵列与所述FPGA之间连接有第二隔离驱动模块，所述第一电抗器与所述第一降损IGBT、所述第二降损IGBT连接，所述第二电抗器与所述第三降损IGBT、所述第四降损IGBT连接，所述第三电抗器与所述第五降损IGBT、所述第六降损IGBT连接，所述第二隔离驱动模块与所述第一降损IGBT、所述第二降损IGBT、所述第三降损IGBT、所述第四降损IGBT、所述第五降损IGBT、所述第六降损IGBT连接。
4.根据权利要求3所述的变频电源转换器，其特征在于，所述三相整流电路与所述FPGA之间连接有过零监测电路，所述过零监测电路包括依次连接在所述A相电压输入端的第一模拟运算放大器、第一单路过零比较器以及第一施密特触发器、依次连...

【专利技术属性】
技术研发人员：李冬斌，曹文，
申请(专利权)人：江西省中碳数字能源技术有限公司，
类型：发明
国别省市：