大功率ＤＡ转换电路制造技术

一种大功率ＤＡ转换电路，包括设在周边依次相连接的波形发生器和可变增益放大器，可变增益放大器还依次连接Ａ／Ｄ转换模块、延时驱动模块和Ｄ／Ａ转换模块，一个或多个独立直流电源则对应连接Ｄ／Ａ转换模块的输入端，Ｄ／Ａ转换模块的输出端则构成多电平阶梯波输出端。本发明专利技术将弱电控制技术中的Ｄ／Ａ转换技术应用到大功率转换逆变电源中，在较少的独立直流电源数下能获得较多的阶梯波电平数，而且电路自身具备自动稳压功能，去掉了ＰＷＭ调制调压技术，简化了电路，降低了整体的技术难度，控制简单，开关频率低，器件开关损耗很小，可以输出复杂的波形，谐波含量很小，电路转换效率高。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种电力电子的功率转换技术，特别是大功 率转换逆变电路。
技术介绍
目前单相、三相变频电源和多电平逆变器在中大功率电 力系统中发展应用迅速，但以上的转换逆变设备现在仍以PWM调制调 压技术为核心，而利用PWM技术逆变输出的是占空比变化的方波，具有谐波含量高、电机谐波噪声和千扰大的缺点。现在也有输出为阶梯波 的多电平逆变技术，具有输出波形失真小、谐波含量低、开关器件工作 频率低和损耗低等优点，而且阶梯波的电平数越多，优点越明显。目前 的多电平逆变技术普遍存在电路结构复杂，开关器件多的问题，如果需 要增加输出的阶梯波电平数，必须同时大量增加独立直流电源数，为使电路控制不至于太复杂， 一般只能控制为3-5个电平。而且，应用较多 的级联型逆变器中有大量直接串联在电源两端的开关管，自身不具有稳 压功能，还需增加PWM调压系统，更加复杂。弱电控制技术中的DA转换技术可以只需较少的电源数，即可获得 较多的电平数，DA转换的类型主要有电压输出型、电流输出型、乘算 型等几种，但它们的电路结构决定了这几种电路只能用于小电压小电流 场合。
技术实现思路
针对现有技术的不足，本专利技术提供一种电路结构合理， 逆变输出的阶梯波电平数较多的大功率DA转换电路。本专利技术包括设在周边依次相连接的波形发生器和可变增益放大器， 可变增益放大器还依次连接A/D转换模块、延时驱动模块和D/A转换 模块， 一个或多个独立直流电源则对应连接D/A转换模块的输入端， D/A转换模块的输出端则构成多电平阶梯波输出端。本专利技术将弱电控制技术中的D/A转换技术应用到大功率转换逆变 电源中，在较少的独立直流电源数下能获得较多的阶梯波电平数，解决 了常规多电平逆变拓扑方法中电平数因电源数和开关器件数过多而难 以增加的情况。而且电路自身具备自动稳压功能，去掉了PWM调制调3压技术，简化了电路，降低了整体的技术难度，控制简单，开关频率低， 器件开关损耗很小，可以输出复杂的波形，谐波含量很小，电路转换效率高。一般D/A转换模块由多对分别对应配合的开关功率件和导通功率 件组成，其对数和独立直流电源的数量相同，且每对开关功率件和导通 功率件的开关状态相反，当然D/A转换模块的电路结构也可调整变化。在D/A转换模块的输出端一般和LC滤波器连接，这样可以过滤谐 波，获得更标准的波形。在LC滤波器的输出端和可变增益放大器之间 还可连接有幅度检测反馈模块，输出的幅度信息可反馈至可变增益放大 器，改变输入A/D转换的波形幅度，即改变了 A/D转换输出的数据， 也就改变了输入D/A转换的数据。下面结合附图和实施例进一步说明本专利技术。附图说明图l是本专利技术的电路框图2是实施例1的D/A转换模块的电路连线图； 图3是实施例1的双D/A转换连接示意图； 图4是实施例2的电路连接框图； 图5是实施例3的D/A转换模块的电路连线图。实施例l:本实施例为单相变频电源，如图1所示，包括设在周边 依次相连接的波形发生器、可变增益放大器、A/D转换模块和延时驱动 模块，延时驱动模块连接D/A转换模块， 一个或多个独立直流电源则 对应连接D/A转换模块的输入端，D/A转换模块的输出端还和LC滤 波器连接，在LC滤波器的输出端和可变增益放大器之间连接有幅度检 测反馈模块。工作时，波形发生器产生波形， 一般是正弦波，经过可变增益放大 器放大，信号再经A/D转换模块转换，转换的信号经过延时驱动模块， 可以使尖峰脉冲减少，然后输入D/A转换模块转换输出多电平阶梯波 信号，再经过LC滤波器过滤谐波输出。幅度检测反馈模块使输出的幅 度信息反馈至可变增益放大器，改变输入A/D转换的波形幅度，进行 自稳压。如图2所示，本实施例采用四个独立直流电源(V1至V4)，独立 直流电源可以是多个独立的蓄电池，也可以是一个蓄电池经由DC-DC变换器得到多个直流电源，或者还可以用一个蓄电池通过多个DC-DC 变换器分别产生多组独立直流电源。D/A转换模块由四对分别对应配合 的开关功率件(S11至S14)和导通功率件(S21至S24)组成，且开 关功率件Sll和导通功率件S21的开关状态相反、开关功率件S12和 导通功率件S22的开关状态相反，以此类推。每个独立直流电源上还并 联有相应的电容(C1至C4),电感L1和电容C5组成LC滤波器，电 容C6则为大容量的隔直流电容，连接负载RL。可以看出，D/A转换 逆变的电平数为2^个，N为D/A转换位数，即独立直流电源数，本实 施例为4个。经计算高位电源的功率约是低一位电源功率的3倍，那么 增加一位D/A转换，只要增加一个相对功率很小的电源即可，而输出 阶梯波的电平数却增加一倍。如果利用如图3所示的双D/A转换连接结构，隔直流电容C6可去 掉，输出为两个电压相等相位相反的交流电叠加，那么电压转换等级降 低一半。实施例2:本实施例为三相变频电源，如图4所示，U、 V、 W三 相D/A转换输出的直流成分电压相等，这种连接方法刚好满足三相电 源工作的要求。实施例3:本实施例为多电平逆变器，如图5所示，采用N个独立 直流电源(Vl至Vn)， D/A转换模块由多对分别对应配合的开关功率 件(S11至Sln)和导通功率件(S21至S2n)组成，对数和独立直流 电源数相同，且每对开关功率件Sln和导通功率件S2n的开关状态相 反。本实施例的D/A转换的是半波的波形，开关S31、 S32、 S33和S34 配合组成极性转换电路，将功率D/A转换后的波形信号通过半周转换 合成完整的正弦波。输出的阶梯波电平数为2^-1个，输出的电平数很 多，谐波非常少，电路效率高。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种大功率ＤＡ转换电路，包括设在周边依次相连接的波形发生器和可变增益放大器，其特征为：可变增益放大器还依次连接Ａ／Ｄ转换模块、延时驱动模块和Ｄ／Ａ转换模块，一个或多个独立直流电源则对应连接Ｄ／Ａ转换模块的输入端，Ｄ／Ａ转换模块的输出端则构成多电平阶梯波输出端。

【技术特征摘要】
1、一种大功率DA转换电路，包括设在周边依次相连接的波形发生器和可变增益放大器，其特征为可变增益放大器还依次连接A/D转换模块、延时驱动模块和D/A转换模块，一个或多个独立直流电源则对应连接D/A转换模块的输入端，D/A转换模块的输出端则构成多电平阶梯波输出端。2、 根据权利要求1所述的大功率DA转换电路，其特征为D/A 转换模块由多对分...

【专利技术属性】
技术研发人员：夏守行，
申请(专利权)人：浙江工贸职业技术学院，
类型：发明
国别省市：33[中国|浙江]