[發明專利]一種基于逆變電源的控制系統

無效

• 申請號: 201110272287.X
• 申請日: 2011-09-15
• 公開（公告）號: CN103001512A
• 公開（公告）日: 2013-03-27
• 發明（設計）人: 錢國東
• 申請（專利權）人: 無錫市幅瑞自動化科技有限公司
• 主分類號: H02M7/48
• 分類號: H02M7/48;H02M7/5387
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明涉及一種基于逆變電源的控制系統，屬于單片機技術領域。

背景技術

交流電源車是安放在大型艦船上為維修直升飛機用的備用交流電源，其頻率為400Hz。它要求電源波形為純正弦波.且諧波含量不大于5％.工作電壓為115V。為滿足上述要求，該電源采用了SPWM脈寬調制技術.即通過SPWM信號驅動逆變器的開關元件.使其逆變出正弦交流電.且輸出波形接近于純正弦。實現脈寬調制的方法有模擬法和數字法兩種。前者.用頻率較高的三角波作為載波信號.用頻率較低的正弦波作為調制信號.二者調制的結果就生成了等幅不等寬的矩形脈沖列.以產生出SPWM波形。由于該方法是由模擬電路集成運算放大器等實現的，故電路比較復雜.有溫飄現象.因此限制了系統的性能：后者，需采用規則采樣方法對SPWM波形進行采樣.以計算其各矩形的脈沖寬度和脈沖時間間隔.以及調制波的頻率等確切數值.然后列表放入內存。SPWM波形的載波頻率越高.輸出的波形越接近正弦，相應所要計算的數值也就越多，占用內存的空間也就越大.在系統工作時需要通過查表.取出存放的數據，才能得到SPWM波形。所以，數字法受內存的影響較大，編程復雜。尤其是在輸入交流電的頻率需要變化時。即作為交流變頻電源時.編程的工作量和難度就更大。所以說，這兩種方法都存在不足，不能保證系統的精度。為此.采用SA828系列三相脈寬調制波發生器與MCS-51單片計算機相連接.避免了模擬法和數字法的不足.簡化了系統結構，節省了時間，提高了快速性和實時性。

發明內容

本發明要解決的技術問題是提供一種基于逆變電源的控制系統，提出了利用單片計算機控制三相脈寬調制波發生器產生SPWM波驅動IGBT，以逆變出純正弦交流電。

本發明為實現上述目的，采用如下技術方案：一種基于逆變電源的控制系統，包括主電路、控制電路、驅動電路和變壓器等組成，其中控制電路由單片機及接口電路組成，三相電源進過整流波形與逆變器連接，逆變器的輸出端與隔離變壓器的輸入端連接，隔離變壓器的輸出端通過檢測電路分別與數模轉換器和單片機連接，數模轉換器的輸出端與單片機的輸入端連接，單片機的輸出端分別與三相脈寬調制波發生器、I/O擴展接口連接，三相脈寬調制波發生器的輸出端通過驅動電路與逆變器的輸入端連接，I/O擴展接口的輸出端與LED連接。

本發明的有益效果是：利用單片機的控制，大大簡化了控制電路，減少了器件數量，縮小了體積，降低了成本，提高了載波頻率，使輸出波形為純正弦，如果將逆變器作為變頻電源.用于交流電機的變頻調速系統時，則只需改變對三相脈寬調制波發生器初始化控制字的設定，就能方便地改變輸出交流電的頻率和工作電壓，省去了大量的編程工作，還能做到實時控制，由于波形為純正弦，故可改善功率因數，減少諧波影響，提高工作效率。主控電路中內部有帶靜電屏蔽的光電耦合器，可用來實現與輸入部分的隔離，顯著提高了其抗共模干擾的能力，同時可對信號進行脈沖功率放大。

附圖說明

圖1單片機系統原理圖；

圖2靜止逆變器的硬件結構；

圖3主電路原理圖；

圖4HIA02正常應用典型接線圖。

具體實施方式

下面結合附圖對發明的技術方案實現方法進行說明：圖1中，利用MSC-51單片計算機、擴展程序存儲器2732、數據存儲器6264.以及外圍接口芯片ADC0809，實現對檢測電流、電壓的模/數轉換。在8155I/O擴展接口.配置LED顯示電壓、電流、頻率的當前值[21。在單片機指令的控制下，由三相脈寬調制波發生器SA8282產生SPWM波.構成單片計算機的最小系統。單片機不僅要完成對SA8282初始化.以及對輸出SPWM波的脈寬和頻率控制.還要完成模擬信號的電壓、電流及交流電頻率的檢測和顯示.當出現過電流、欠壓的異常現象時，能夠自動保護并報警。

圖2中，示出靜止逆變器的硬件結構。包括主電路、控制電路、驅動電路和變壓器等組成，其中控制電路由單片機及接口電路組成，三相電源進過整流波形與逆變器連接，逆變器的輸出端與隔離變壓器的輸入端連接，隔離變壓器的輸出端通過檢測電路分別與數模轉換器和單片機連接，數模轉換器的輸出端與單片機的輸入端連接，單片機的輸出端分別與三相脈寬調制波發生器、I/O擴展接口連接，三相脈寬調制波發生器的輸出端通過驅動電路與逆變器的輸入端連接，I/O擴展接口的輸出端與LED連接。