一種模擬和數(shù)字方式實現(xiàn)spwm驅動電子器件的電路的制作方法
【專利摘要】本實用新型涉及一種模擬和數(shù)字方式實現(xiàn)SPWM驅動電子器件的電路，包括三角波發(fā)生器、D/A控制芯片、比較器、主電路、驅動電路、LC濾波器，所述三角波發(fā)生器和所述D/A控制芯片均與所述比較器電性連接，所述比較器通過所述驅動電路與所述主電路電性連接，所述LC濾波器與所述主電路電性連接，所述驅動電路可輸出經所述比較器產生的SPWM光電隔離驅動信號。本實用新型電路構造簡單，通過比較器直接比較求取三角波和正弦波的交點產生驅動功率器件的SPWM信號，讓學生易于掌握電力電子功率器件的特性、逆變原理、不可控整流原理、數(shù)字化變頻控制原理和濾波原理。
【專利說明】
一種模擬和數(shù)字方式實現(xiàn)SPWM驅動電子器件的電路
技術領域
[0001]本實用新型涉及實驗裝置中數(shù)字化控制電路和模擬電路的技術領域，尤其涉及一種模擬和數(shù)字方式實現(xiàn)SPffM驅動電子器件的電路。
【背景技術】
[0002]《電力電子》課程是電氣工程學科中重要課程之一，在學生初始的學習過程中對功率器件的特性不易掌握，特別是電力電子器件應用于逆變電路時正弦波面積等效原理輸出SPffM電壓不易于初學者掌握。全數(shù)字化SPffM驅動信號產生中調制波與三角波交點決定功率器件的導通和截止，而由調制波和三角波組成的方程為超越方程，難于求解它們的交點。
[0003]為此，本實用新型采用基于模擬電路生成三角波和數(shù)字化產生正弦波，通過比較器直接比較求取三角波和正弦波的交點產生驅動功率器件的SPWM信號，簡化了SPWM算法，讓學生易于掌握電力電子功率器件的特性、逆變原理、不可控整流原理、數(shù)字化變頻控制原理和濾波原理。
【實用新型內容】
[0004]本實用新型的一個目的是為了克服上述現(xiàn)有技術的不足，進而提供一種模擬和數(shù)字方式實現(xiàn)SPWM驅動電子器件的電路，電路構造簡單，通過比較器直接比較求取三角波和正弦波的交點產生驅動功率器件的SPWM信號，讓學生易于掌握電力電子功率器件的特性、逆變原理、不可控整流原理、數(shù)字化變頻控制原理和濾波原理。
[0005]本實用新型的技術方案:
[0006]—種模擬和數(shù)字方式實現(xiàn)SPffM驅動電子器件的電路，包括三角波發(fā)生器、D/A控制芯片、比較器、主電路、驅動電路、LC濾波器，所述三角波發(fā)生器和所述D/A控制芯片均與所述比較器電性連接，所述比較器通過所述驅動電路與所述主電路電性連接，所述LC濾波器與所述主電路電性連接，所述驅動電路可輸出經所述比較器產生的SPmi光電隔離驅動信號。
[0007]進一步地，所述主電路包括單相電源、變壓器、整流器、功率變換器，所述單相電源與所述變壓器、整流器、功率變換器依次電性連接。
[0008]進一步地，所述單相電源提供的電壓為220V，經所述變壓器變壓后為20V。
[0009]進一步地，所述功率變換器同一橋臂的上下功率器件的驅動信號由并聯(lián)匹配電容設置2微秒延時時間。
[0010]進一步地，經所述LC濾波器輸出的SPffM波形電壓轉換為標準的正弦波電壓。
[0011]本實用新型相對于現(xiàn)有技術具有以下有益效果:本實用新型公開的模擬和數(shù)字方式實現(xiàn)SPTOl驅動電子器件的電路，電路構造簡單，包括三角波發(fā)生器、D/A控制芯片、比較器、主電路、驅動電路、LC濾波器，三角發(fā)生器和D/A控制芯片均與比較器電性連接，D/A控制芯片發(fā)出的正弦波調制信號和三角波發(fā)生電路產生的三角波載波信號經比較器比較后產生功率器件的SPffM驅動信號；SPffM驅動信號經光耦隔離驅動功率變換電路的功率器件;最后經LC濾波器可將經功率變換器輸出的SPffM電壓轉換為正弦波電壓。本實用新型通過比較器直接比較求取三角波和正弦波的交點產生驅動功率器件的SPffM信號，讓學生易于掌握電力電子功率器件的特性、逆變原理、不可控整流原理、數(shù)字化變頻控制原理和濾波原理。
[0012]本實用新型的附加方面和優(yōu)點將在下面的描述中部分給出，部分將從下面的描述中變得明顯，或通過實用新型的實踐了解到。
【附圖說明】
[0013]圖1是本實用新型實施例的電路連接示意框圖；
[0014]圖2是本實用新型實施例的三角波發(fā)生器的原理圖；
[0015]圖3是本實用新型實施例的三角波與正弦波經比較器輸出SPWM驅動信號的原理圖；
[0016]圖4是本實用新型實施例的SPffM驅動信號生產原理圖；
[0017]圖中卜三角波發(fā)生器;2-D/A控制芯片；3-比較器;4-主電路;5_驅動電路;6_LC濾波器;7-單相電源;8-變壓器;9-整流器;I O-功率變換器。
【具體實施方式】
[0018]以下將結合附圖對本實用新型進行詳細說明。
[0019]結合圖1至圖4所示，本實施例公開的模擬和數(shù)字方式實現(xiàn)SPffM驅動電子器件的電路，包括三角波發(fā)生器1、D/A控制芯片2、比較器3、主電路4、驅動電路5、LC濾波器6，三角波發(fā)生器I與比較器3電性連接，D/A控制芯片2與比較器3電性連接，三角波發(fā)生器I用于發(fā)出三角波載波信號，D/A控制芯片2用于發(fā)出正弦波調制信號；比較器3接收到三角波發(fā)生器I的三角波載波信號和D/A控制芯片2的正弦波調制信號后，經比較器3比較后可產生功率器件的SPffM驅動信號；比較器3通過驅動電路5實現(xiàn)光電隔離，與主電路4電性連接，優(yōu)選地，主電路4包括單相電源7、變壓器8、整流器9、功率變換器10，單相電源7與變壓器8、整流器9、功率變換器10依次電性連接，單相電源7為整套電路提供電源，單相電源7可直接采用標準的220V交流電源，為保證實驗過程的安全，設置變壓器8，將單相電源7的220V電壓降至安全電壓20V，且整流器9可將單相電源7的交流電源整流為直流，并為LC濾波器6供電。
[0020 ] LC濾波器6與主電路4中的功率變換器1的輸出端電性連接，驅動電路5與主電路4中的功率變換器10的輸入端電性連接，優(yōu)選地，功率變換器10同一橋臂的上下兩個功率開關器件總是互補導通和關斷的，在上下橋臂的導通和關斷中間加入了一段死區(qū)延時，延時時間為2微妙，以防止同一橋臂在換相時上下橋臂的直通;經LC濾波器6輸出的SPWM波形電壓轉換為標準的正弦波電壓，可直觀地供學生參考學習。
[0021]本實用新型采用三角波發(fā)生器和D/A控制芯片，分別產生三角波載波信號和正弦波調制信號經比較器產生功率器件的SPffM驅動信號，從而明確了數(shù)字化控制的靈活性和數(shù)字化控制的計算載波與調制波交點產生功率器件SPffM驅動信號的不精確算法。本實用新型的目的是利用數(shù)字化控制電路和模擬電路幫助學生理解關鍵功率器件特性、逆變原理、不可控整流原理和數(shù)字化變頻控制原理及為了獲得正弦波電源所采用的濾波器工作原理。
[0022]以上實施例只是對本專利的示例性說明，并不限定它的保護范圍，本領域技術人員還可以對其局部進行改變，只要沒有超出本專利的精神實質，都在本專利的保護范圍內。
【主權項】
1.一種模擬和數(shù)字方式實現(xiàn)SPmi驅動電子器件的電路，其特征在于，包括三角波發(fā)生器(1)、D/A控制芯片(2)、比較器(3)、主電路(4)、驅動電路(5)、LC濾波器(6)，所述三角波發(fā)生器(I)和所述D/A控制芯片(2)均與所述比較器(3)電性連接，所述比較器(3)通過所述驅動電路(5)與所述主電路(4)電性連接，所述LC濾波器(6)與所述主電路(4)電性連接，所述驅動電路(5)可輸出經所述比較器(3)產生的SPffM光電隔離驅動信號。2.根據(jù)權利要求1所述的一種模擬和數(shù)字方式實現(xiàn)SPWM驅動電子器件的電路，其特征在于，所述主電路(4)包括單相電源(7)、變壓器(8)、整流器(9)、功率變換器(10)，所述單相電源(7)與所述變壓器(8)、整流器(9)、功率變換器(10)依次電性連接。3.根據(jù)權利要求2所述的一種模擬和數(shù)字方式實現(xiàn)SPWM驅動電子器件的電路，其特征在于，所述單相電源(7)提供的電壓為220V，經所述變壓器(8)變壓后為20V。4.根據(jù)權利要求3所述的一種模擬和數(shù)字方式實現(xiàn)SPWM驅動電子器件的電路，其特征在于，所述功率變換器(10)同一橋臂的上下功率器件的驅動信號由并聯(lián)匹配電容設置2微秒延時時間。5.根據(jù)權利要求4所述的一種模擬和數(shù)字方式實現(xiàn)SPWM驅動電子器件的電路，其特征在于，經所述LC濾波器(6)輸出的SPffM波形電壓轉換為標準的正弦波電壓。
【文檔編號】H02M7/5395GK205453544SQ201620291129
【公開日】2016年8月10日
【申請日】2016年4月8日
【發(fā)明人】康爾良, 沈勝楠
【申請人】哈爾濱理工大學