[發明專利]基于能量回饋裝置的變流器

在審

• 申請號: 202010942857.0
• 申請日: 2020-09-09
• 公開（公告）號: CN112039345A
• 公開（公告）日: 2020-12-04
• 發明（設計）人: 劉琳;馮遙;陳鎮;劉佳磊;張奇
• 申請（專利權）人: 西安科技大學
• 主分類號: H02M3/335
• 分類號: H02M3/335
• 代理公司: 廣東有知貓知識產權代理有限公司 44681
• 代理人: 馮姣

本發明涉及變流器技術領域，且公開了基于能量回饋裝置的變流器包括直流源、單相電壓型全控逆變器，全橋不控整流器，該基于能量回饋裝置的變流器，主控芯片采用TI公司高效32位中央處理芯片TMS320F28035，利用雙極法調制SPWM，以IR2110S為驅動電路體積小，集成度高，響應快，偏置電壓高，驅動能力強，以AD736為AC?DC轉換芯片，使用TPS5430的DC/DC開關電源轉換芯片作為輔助電源實現5V與50V的轉換，實現變流器1輸出端c、d僅連接電阻性負載，變流器1能輸出50Hz、25V±0.25V、2A的單相正弦交流電，且其能夠輸出交流電的頻率范圍可設定為20Hz～100H,步進1Hz，變流器1與能量回饋裝置按圖1所示連接，變流器1輸出電流I1＝1A，系統架構設計合理功能，電路實現較好達到了題目要求的各項指標。

技術領域

本發明涉及變流器技術領域，具體為基于能量回饋裝置的變流器。

背景技術

在實際應用場合中，有些場合需要將交流電源變成直流電源，這就是整流電路，在另外一些場合則需要將直流電源變成交流電源，這種對應于整流的逆向過程，定義為逆變電路，在一定條件下，一套晶閘管電路既可以作整流電路又可作逆變電路，這種裝置稱為變流器，所以變流器是使電源系統的電壓、頻率、相數和其他電量或特性發生變化的電器設備。

但是目前市面上的變流器大部分都是用傳統的變流器，且傳統的變流器是屬于能耗式負載，所以變流器負載會是使檢測的電能容易被完全消耗掉，為了能提高電源負載利用率，所以我們推出了基于能量回饋裝置的變流器，來解決這樣的問題。

發明內容

(一)解決的技術問題

針對現有技術的不足，本發明提供了基于能量回饋裝置的變流器，具備可提高電源負載利用率的優點，解決了傳統變流器檢測的電能容易被完全消耗掉的問題。

(二)技術方案

為實現上述可提高電源負載利用率的目的，本發明提供如下技術方案：基于能量回饋裝置的變流器，包括直流源、單相電壓型全控逆變器，全橋不控整流器，恒流Boost變換器，負載，控制模塊，驅動模塊，逆變模塊。

進一步的，所述驅動模塊采用IR2110芯片，IR2110芯片內部功能由三部分組成：邏輯輸入；電平平移及輸出保護且體積小，集成度高，響應快，偏置電壓高，驅動能力強，具有獨立的低端和高端輸入通道，懸浮電源采用自舉電路，使得驅動電源路數目較其他IC驅動大大減小，兼有光耦隔離和電磁隔離的優點，在15V下靜態功耗僅116mW，輸出的電源端電壓范圍10～20V，邏輯電源電壓范圍3.3～20V，可方便地與TTL或CMOS電平相匹配，而且邏輯電源地和功率地之間允許有±5V的偏移量，工作頻率高，可達100kHz；開通、關斷延遲小，分別為120ns和94ns，采用具有獨立的低端和高端輸入通道IR2110比采用UC3637使用更加方便，有較高的性價比具有雙通道驅動特性，且電路簡單。

進一步的，所述控制模塊是TI公司的TMS320F28035為核心構成主控電路，通過軟件控制各子模塊完成SPWM脈寬調制信號的產生，TMS320F28035是一款高效32位中央處理單元，最高工作頻率60MHz，3.3V單電源供電，包含C28X高速CPU核心和CLA浮點型加速率控制器，片內外設豐富，三個32位定時器，8通道ePWM模塊，每個ePWM模塊配備獨立16位定時器，在電力電子變換器中有廣泛應用，可以實現豐富的控制策略和算法，且EG8010不具備相位同步和電流控制功能，而TMS320F28035作為一款微控制器，比EG8010效率高，更穩定。

進一步的，所述逆變模塊由四個MOSFET構成的單相逆變橋和LC低通濾波器組成，在SPWM信號的控制下完成外部直流電壓向純正弦波電壓的轉換。

進一步的，控制模塊中包含功率因數校正芯片，且校正芯片為UCC28019功率校正芯片。