一種正弦波逆變電源的制作方法
【技術領域】
[0001] 本實用新型屬于電源技術領域，具體設及一種正弦波逆變電源。
【背景技術】
[0002] 逆變器的功能是將直流電轉換為交流電，為整流的逆向過程。目前，逆變器已廣泛 應用于航天航空、新能源、電梯應急、城市景觀節(jié)能工程、冷光路牌工程，W及各種逆變應急 電源等領域。
[0003] 逆變器按輸出波形分可分為正弦波逆變器、方波逆變器等。正弦波逆變器使用較 廣泛的實現(xiàn)方法是采用正弦波脈寬調制SPWM(Sinusoidal PWM)技術。所謂SPmi技術，就是 在PWM的基礎上改變了調制脈沖方式，脈沖寬度時間占空比按正弦規(guī)律排列，運樣，輸出波 形經(jīng)過濾波后可輸出正弦波。由于輸出正弦波頻率較低，要求LC濾波器中的UC的值都很 大，導致濾波器的體積笨重，不利于逆變器體積的小型化。

【發(fā)明內容】

[0004] 為了解決現(xiàn)有技術中存在的上述問題，本實用新型提出一種正弦波逆變電源，通 過輸出4路互補SPWM脈沖信號驅動全橋逆變電路，減小了濾波電路的體積。
[0005] 為達到上述目的，本實用新型采用如下技術方案：
[0006] -種正弦波逆變電源，包括DC-DC模塊、逆變模塊、控制模塊和濾波模塊。所述控制 模塊輸出4路互補的正弦波脈寬調制SPWM脈沖;所述逆變模塊為一全橋逆變電路，主要由四 個功率開關管組成。所述DC-DC模塊將輸入的直流電壓升壓后為所述逆變模塊供電，所述控 制模塊輸出的SPWM脈沖送至所述逆變模塊的功率開關管，所述逆變模塊輸出的脈沖信號經(jīng) 所述濾波模塊濾波后輸出正弦波信號。
[0007] 進一步地，所述控制模塊包括SPWM脈沖產(chǎn)生電路和驅動電路，所述SPWM脈沖產(chǎn)生 電路輸出的SPWM脈沖信號送至所述驅動電路，經(jīng)所述驅動電路放大后送至所述逆變模塊。 [000引優(yōu)選地，所述SPWM脈沖產(chǎn)生電路主要由微處理器或可編程邏輯控制器組成，通過 修改編程參數(shù)改變輸出SPWM脈沖信號的脈寬調制參數(shù)。
[0009] 進一步地，所述濾波模塊為一 LC濾波器，其轉折頻率fn為：
[0010]
[001 U 優(yōu)選地，SPWM脈沖頻率fs不小于10倍的LC濾波器的轉折頻率fn，即fs > lOfn。
[0012] 與現(xiàn)有技術相比，本實用新型具有W下有益效果：
[0013] 本實用新型的正弦波逆變電源的控制模塊輸出4路互補SPWM脈沖信號控制全橋逆 變電路的功率開關管，功率開關管通斷的頻率比傳統(tǒng)方法增加了一倍，降低了對LC濾波器 的濾波電感和濾波電容的要求，減小了 LC濾波器的體積，有利于正弦波逆變電源的小型化。 同時，由于逆變模塊采用全橋連接方式，使輸出電壓波形中的偶次諧波相互抵消，輸出只包 含奇次諧波，與傳統(tǒng)的正弦波逆變電源，減小了諧波失真，提高了系統(tǒng)的電磁兼容性。例如， 采用傳統(tǒng)的SPWM信號，當開關頻率為20k出時，濾波電感LMmH，濾波電容CMiiF。采用本實用 新型的正弦波逆變電源，濾波電感只需ImH,濾波電容只需2.2W。采用本實用新型的正弦波 逆變電源，輸出正弦波信號的綜合諧波失真T皿小于5%。
【附圖說明】
[0014] 圖1為正弦波逆變電源的組成框圖；
[0015] 圖2為實施例逆變模塊采用的一種全橋逆變電路的電原理圖；
[0016] 圖3為LC濾波器的原理示意圖。
【具體實施方式】
[0017] 下面結合附圖和實施例對本實用新型做進一步說明。
[0018] 一種正弦波逆變電源，其組成如圖1所示，包括DC-DC模塊、逆變模塊、控制模塊和 濾波模塊。所述控制模塊輸出4路互補的正弦波脈寬調制SPWM脈沖;所述逆變模塊為一全橋 逆變電路，主要由四個功率開關管組成。所述DC-D對莫塊將輸入的直流電壓升壓后為所述逆 變模塊供電，所述控制模塊輸出的SPWM脈沖送至所述逆變模塊的功率開關管，所述逆變模 塊輸出的脈沖信號經(jīng)所述濾波模塊濾波后輸出正弦波信號。
[0019] DC-DC模塊用于將輸入直流電壓提升后為逆變模塊供電。根據(jù)具體的需求選用合 適的DC-DC集成電路忍片。DC-DC集成電路忍片的數(shù)量可W為1片，也可W采取多片串聯(lián)的方 案，運樣可W減小DC-D對莫塊的體積，并能提高電路的可靠性。
[0020] 控制模塊包括SPWM脈沖產(chǎn)生電路和驅動電路。SPmi脈沖產(chǎn)生電路輸出4路SPmi脈 沖信號至驅動電路進行放大后去控制逆變模塊。SPWM脈沖產(chǎn)生電路主要由微處理器或可編 程邏輯控制器組成。微處理器或可編程邏輯控制器通過軟件編程可W很方便地產(chǎn)生各種波 形，還可W通過修改編程參數(shù)改變輸出SPWM脈沖信號的脈寬調制參數(shù)，如正弦調制頻率。
[0021] 逆變模塊為一全橋逆變電路，主要由四組功率開關管組成。圖2給出了一種具體的 電原理圖，每組功率開關管由2個場效應管并聯(lián)而成，分別為：（Q9、Q10)，（Q11、Q12)，（Q13、 Q14)，（Q15、Q16)。圖中OUT+為DC-DC模塊輸出直流電壓的正極，OUT-為逆變輸出的低電位。 Q1_1、Q2_1、Q3_1、Q4_1分別為四個驅動端，即4路SP麗脈沖信號的輸入端。Q1_0和Q3_0分別 為兩個橋臂的中間連接點，也是逆變電路的兩個輸出端子，分別連接LC濾波器的輸入端。當 輸出SPWM脈沖波為正脈沖時，（Q9、Q10)和(Q15、Q16)處于導通狀態(tài)，（Q1UQ12)和(Q13、Q14) 處于關斷狀態(tài)；當輸出SPWM脈沖波為負脈沖時，（Q9、Q10)和(Q15、Q16)處于關斷狀態(tài)，（Q11、 Q12)和(Q13、Q14)處于導通狀態(tài)。另外，圖2所示電路還包括尖峰干擾脈沖吸收電路等一些 輔助電路。
[0022] 濾波模塊為一 LC濾波器，如圖3所示，濾波器的轉折頻率fn為：
[0023]
[0024] 電路設計中，要求LC濾波器能夠有效抑制逆變電源輸出頻率W及附近頻帶的諧 波。選擇SPWM脈沖頻率fs遠高于LC濾波器的轉折頻率fn，通常取fs含lOfn。
[0025] 由于控制模塊輸出4路互補SPWM脈沖信號控制全橋逆變電路的功率開關管，功率 開關管通斷的頻率比傳統(tǒng)方法增加了一倍，降低了對LC濾波器的濾波電感和濾波電容的要 求，減小了 LC濾波器的體積，有利于正弦波逆變電源的小型化。同時，由于逆變模塊采用全 橋連接方式，使輸出電壓波形中的偶次諧波相互抵消，輸出只包含奇次諧波，與傳統(tǒng)的正弦 波逆變電源，減小了諧波失真，提高了系統(tǒng)的電磁兼容性。經(jīng)計算，采用傳統(tǒng)的SPWM信號，當 開關頻率為20k出時，濾波電感LMmH，濾波電容CMiiF。采用本實用新型的正弦波逆變電源， 濾波電感只需ImH,濾波電容只需2.2W。采用本實用新型的正弦波逆變電源，輸出正弦波信 號的綜合諧波失真T皿小于5%。
[0026]本實用新型不限于上述實施方式，本領域技術人員所做出的對上述實施方式任何 顯而易見的改進或變更，都不會超出本實用新型的構思和所附權利要求的保護范圍。
【主權項】
1. 一種正弦波逆變電源，包括DC-DC模塊、逆變模塊、控制模塊和濾波模塊；其特征在 于，所述控制模塊輸出4路互補的正弦波脈寬調制SPWM脈沖;所述逆變模塊為一全橋逆變電 路，主要由四個功率開關管組成;所述DC-DC模塊將輸入的直流電壓升壓后為所述逆變模塊 供電，所述控制模塊輸出的SPWM脈沖送至所述逆變模塊的功率開關管，所述逆變模塊輸出 的脈沖信號經(jīng)所述濾波模塊濾波后輸出正弦波信號。2. 根據(jù)權利要求1所述的正弦波逆變電源，其特征在于，所述控制模塊包括SPWM脈沖產(chǎn) 生電路和驅動電路，所述SPWM脈沖產(chǎn)生電路輸出的SPWM脈沖信號送至所述驅動電路，經(jīng)所 述驅動電路放大后送至所述逆變模塊。3. 根據(jù)權利要求2所述的正弦波逆變電源，其特征在于，所述SPWM脈沖產(chǎn)生電路主要由 微處理器或可編程邏輯控制器組成，通過修改編程參數(shù)改變輸出SPWM脈沖信號的脈寬調制 參數(shù)。4. 根據(jù)權利要求1所述的正弦波逆變電源，其特征在于，所述濾波模塊為一LC濾波器， 其轉折頻率fn為：5. 根據(jù)權利要求4所述的正弦波逆變電源，其特征在于，SPWM脈沖頻率fs不小于10倍的 LC濾波器的轉折頻率fn，即fs 2 10fn。
【專利摘要】本實用新型涉及一種正弦波逆變電源。所述正弦波逆變電源包括DC-DC模塊、逆變模塊、控制模塊和濾波模塊。所述控制模塊輸出4路互補的正弦波脈寬調制SPWM脈沖；所述逆變模塊為一全橋逆變電路，主要由四個功率開關管組成。所述DC-DC模塊將輸入的直流電壓升壓后為所述逆變模塊供電，所述控制模塊輸出的SPWM脈沖送至所述逆變模塊的功率開關管，所述逆變模塊輸出的脈沖信號經(jīng)所述濾波模塊濾波后輸出正弦波信號。本實用新型的正弦波逆變電源，通過輸出4路互補SPWM脈沖信號驅動全橋逆變電路，與傳統(tǒng)的正弦波逆變電源相比，減小了濾波電路的體積，降低了諧波失真，提高了系統(tǒng)的電磁兼容性。
【IPC分類】H02M1/12, H02M1/088, H02M7/5387
【公開號】CN205377704
【申請?zhí)枴緾N201521101698
【發(fā)明人】俞士維
【申請人】北京英賽德佳科技有限公司
【公開日】2016年7月6日
【申請日】2015年12月25日