[發(fā)明專利]基于DSP移相全橋的逆變裝置

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201210110147.7
• 申請日: 2012-04-16
• 公開（公告）號: CN102624275A
• 公開（公告）日: 2012-08-01
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 李國洪;熊希森;張彪;王沛昕;李勤;王小丹;張麗娟
• 申請（專利權(quán)）人: 唐山電動車研發(fā)與檢測有限公司
• 主分類號: H02M7/5387
• 分類號: H02M7/5387;H02M7/5395
• 代理公司: 唐山永和專利商標(biāo)事務(wù)所 13103
• 代理人: 張云和

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技術(shù)領(lǐng)域：

本發(fā)明涉及逆變器，具體是一種基于DSP移相全橋的逆變裝置。?

背景技術(shù)：?

逆變器是一種把直流電轉(zhuǎn)變?yōu)榻涣麟姷难b置，在很多領(lǐng)域都有著重要的應(yīng)用。逆變器在太陽能、風(fēng)能等可再生能源利用中起著至關(guān)重要的作用。在UPS（不間斷電源）和EPS（應(yīng)急電源）中，逆變器也是重要組成部分。此外，在無功補(bǔ)償、有源電力濾波等領(lǐng)域，逆變也是關(guān)鍵技術(shù)之一。

傳統(tǒng)逆變器采用“低壓DC/工頻低壓AC/工頻AC”或“DC/AC/DC/AC”結(jié)構(gòu)，低壓DC/工頻低壓AC/工頻AC結(jié)構(gòu)的逆變器工作頻率低，需要體積龐大的工頻變壓器和濾波電感，設(shè)備笨重，效率低下；由于低頻下多采用梯形波近似正弦波，諧波分量大，嗓聲大，性能不可靠。DC/AC/DC/AC雖然也采用了高頻鏈技術(shù)，但能量流動級較多，系統(tǒng)復(fù)雜。采用DSP等高速處理器，為逆變高頻化的實現(xiàn)創(chuàng)造了條件。DSP具有強(qiáng)大的硬件和高速的指令速度，可以大大降低系統(tǒng)硬件結(jié)構(gòu)的復(fù)雜度，從而提高系統(tǒng)的可靠性；控制靈活，可以使用多種基于計算機(jī)技術(shù)的高級控制算法。由DSP同步控制的周波變換器可以很容易將高頻SPWM轉(zhuǎn)變?yōu)楣ゎl交SPWM，相對于傳統(tǒng)逆變器DC/AC/DC/AC的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，減少了一級能量流動，提高了元件利用率和逆變效率。?

發(fā)明內(nèi)容：?

本發(fā)明旨在解決傳統(tǒng)逆變器存在的上述問題，而提供一種采用DC/AC/AC三級拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)并全數(shù)字化控制的基于DSP移相全橋的逆變器。

本發(fā)明解決所述問題采用的技術(shù)方案是：?

一種基于DSP移相全橋的逆變裝置，包括逆變橋、周波變換器、LC濾波器，它還包括高頻變壓器和DSP處理器，所述DSP處理器其A/D輸入接口通過電壓/電流反饋電路與LC濾波器的輸出端連接，其PWM輸出接口分別通過開關(guān)管驅(qū)動電路與逆變橋和周波變換器連接。

更進(jìn)一步：?

所述DSP處理器芯片是MC56F8346，該芯片完成所有信號采集、運(yùn)算、控制算法實現(xiàn)、移相SPWM產(chǎn)生。

所述開關(guān)管驅(qū)動電路由四個IR2110芯片組成，分為兩組，分別驅(qū)動逆變橋和周波變換器。?

所述電壓/電流反饋電路采用霍爾元件CLSM-10MA實現(xiàn)，將電壓/電流信號線性轉(zhuǎn)換為小電流信號，經(jīng)過處理后，得到0-5V的電壓信號，供AD采樣。?

本發(fā)明采用了DC/AC/AC三級拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，由逆變橋、高頻變壓器、周波變換器和濾波器組成功率主電路，比傳統(tǒng)逆變結(jié)構(gòu)減少了一級能量傳輸；采用了高頻變壓器，省去了笨重的工頻變壓器；控制電路由DSP系統(tǒng)、開關(guān)管驅(qū)動電路和電壓/電流反饋電路組成，實現(xiàn)了逆變器的數(shù)字化。?

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果是：降低了硬件的復(fù)雜度，提升了硬件系統(tǒng)的可靠性。可以實現(xiàn)功率的雙向流動，適合多種負(fù)載形式，并減小了逆變器的體積。數(shù)字控制系統(tǒng)靈活，精度高。采用移相SPWM技術(shù)，控制信號直接由DSP合成，實現(xiàn)零電壓開關(guān)，開關(guān)損耗小，開關(guān)效率高，輸出正弦波品質(zhì)較好。?

附圖說明：?

圖1為本發(fā)明實施例系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖。

圖2為本發(fā)明的功率主電路示意圖。?

具體實施方式：?

以下結(jié)合較佳實施例，詳述本發(fā)明。

參見圖1、圖2，一種基于DSP移相全橋的逆變裝置，由逆變橋、高頻變壓器、周波變換器、LC濾波器和DSP處理器組成，DSP處理器芯片是MC56F8346，MC56F8346的A/D輸入接口通過電壓/電流反饋電路與LC濾波器的輸出端連接，MC56F8346的PWM輸出接口分別通過開關(guān)管驅(qū)動電路與逆變橋和周波變換器連接。逆變橋、高頻變壓器、周波變換器和LC濾波器組成功率主電路，DSP處理器、開關(guān)管驅(qū)動電路和電壓/電流反饋電路組成控制系統(tǒng)。?

DSP處理器芯片MC56F8346是整個數(shù)字控制系統(tǒng)的核心，DSP控制系統(tǒng)負(fù)責(zé)所有電流、電壓的采集和運(yùn)算、移相SPWM的產(chǎn)生以及人機(jī)接口的實現(xiàn)。具體是：?

逆變橋接收DSP發(fā)出的移相SPWM信號，通過橋臂的開關(guān)，將低壓直流電轉(zhuǎn)變?yōu)楦哳lSPWM交流電（SPWM低壓功率信號）。

高頻變壓器將逆變橋產(chǎn)生的SPWM波形電壓升壓，轉(zhuǎn)變成高壓SPWM信號，以滿足周波變換器的工作要求。?

周波變換器將高頻變壓器產(chǎn)生的SPWM波形交流電轉(zhuǎn)變?yōu)楣ゎlSPWM波形電壓，即工頻交流電。?

LC濾波器濾除工頻SPWM電壓中的高頻成份，得到工頻正弦交流電，為負(fù)載供電。?