具有脈寬調(diào)制電流采樣輸入隔離功能的純正弦波逆變器的制造方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種具有脈寬調(diào)制電流采樣輸入隔離功能的純正弦波逆變器，包括電源輸入模塊、輸入隔離模塊、PWM調(diào)制模塊、變壓整流濾波模塊、SPWM驅(qū)動(dòng)模塊、LC濾波模塊、正弦波發(fā)生器、MCU、電壓采樣模塊、電流采樣模塊和顯示模塊；PWM調(diào)制模塊包括時(shí)基電路芯片、第二十一電阻至第三十電阻、第二十一電容至第二十八電容、第十一二極管至第十三二極管、第十一三極管和第十二MOS管。本發(fā)明能避免信號(hào)干擾、保證儀器采集數(shù)據(jù)準(zhǔn)確、對(duì)電源輸入能進(jìn)行有效隔離、電路設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、功能強(qiáng)大、使用靈活、適用范圍較廣、能實(shí)現(xiàn)多種電流值的采樣檢測(cè)、能將控制信號(hào)與電壓采樣信號(hào)進(jìn)行有效隔離、提高采樣精度。
【專利說(shuō)明】
具有脈寬調(diào)制電流采樣輸入隔離功能的純正弦波逆變器
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明涉及逆變器領(lǐng)域，特別涉及一種具有脈寬調(diào)制電流采樣輸入隔離功能的純正弦波逆變器。
【背景技術(shù)】
[0002]逆變器是一種將直流電轉(zhuǎn)換為交流電的裝置，目前，使用的一種修正正弦波逆變器，由低壓驅(qū)動(dòng)控制電路、脈沖寬度調(diào)制輸出驅(qū)動(dòng)電路及輸入輸出保護(hù)電路連接構(gòu)成，但是這種結(jié)構(gòu)的修正正弦波逆變器產(chǎn)生的波形在對(duì)精密儀器使用時(shí)，由于沒(méi)有隔離，信號(hào)干擾較大，造成采集數(shù)據(jù)不準(zhǔn)確，尤其在一些醫(yī)療設(shè)備，軍用設(shè)備上，對(duì)于精密性的要求比較高，即使稍微有點(diǎn)干擾也會(huì)產(chǎn)生嚴(yán)重的后果。
[0003]PWM控制技術(shù)以其控制簡(jiǎn)單，靈活和動(dòng)態(tài)響應(yīng)好的優(yōu)點(diǎn)而成為電力電子技術(shù)最廣泛應(yīng)用的控制方式，也是人們研究的熱點(diǎn)。由于當(dāng)今科學(xué)技術(shù)的發(fā)展已經(jīng)沒(méi)有了學(xué)科之間的界限，結(jié)合現(xiàn)代控制理論思想或?qū)崿F(xiàn)無(wú)諧振波開關(guān)技術(shù)將會(huì)成為PWM控制技術(shù)發(fā)展的主要方向之一。脈沖寬度調(diào)制是一種模擬控制方式，其根據(jù)相應(yīng)載荷的變化來(lái)調(diào)制晶體管基極或MOS管柵極的偏置，來(lái)實(shí)現(xiàn)晶體管或MOS管導(dǎo)通時(shí)間的改變，從而實(shí)現(xiàn)開關(guān)穩(wěn)壓電源輸出的改變。這種方式能使電源的輸出電壓在工作條件變化時(shí)保持恒定，是利用微處理器的數(shù)字信號(hào)對(duì)模擬電路進(jìn)行控制的一種非常有效的技術(shù)。但現(xiàn)有的PWM控制電路設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)復(fù)雜，使用不夠靈活，適用范圍較窄。
[0004]在集成電路中，尤其是模擬集成電路中，為了檢測(cè)大電流，因?yàn)楣牡鹊囊?，需要?duì)電流進(jìn)行采樣后再進(jìn)行檢測(cè)。而通常電流的采樣只能有一種采樣值。因?yàn)橹荒懿蓸右环N電流，所以它所能檢測(cè)的電流值只有一種，不便于實(shí)現(xiàn)多種電流值的采樣檢測(cè)。
[0005]另外，電器設(shè)備的電路板中，為了防止電網(wǎng)電壓的較大波動(dòng)而造成對(duì)電器的損害，通常會(huì)設(shè)置一個(gè)電壓采樣電路，并把電壓采樣電路得到的信號(hào)送到單片機(jī)進(jìn)行處理，當(dāng)檢測(cè)到電網(wǎng)電壓大于某一個(gè)數(shù)值或小于某一數(shù)值時(shí)，單片機(jī)相關(guān)的控制電路便會(huì)控制電器停止工作，以免對(duì)其造成損害。如電磁爐中的電壓采樣電路把對(duì)電網(wǎng)電壓采樣得到的信號(hào)送到單片機(jī)進(jìn)行處理，當(dāng)電磁爐工作時(shí)，單片機(jī)時(shí)刻檢測(cè)電壓采樣信號(hào)的變化，當(dāng)電網(wǎng)電壓大于260伏或者小于160伏時(shí)，單片機(jī)會(huì)輸出相關(guān)保護(hù)指令，使電磁爐停止加熱；單片機(jī)工作時(shí)，也會(huì)根據(jù)電壓信號(hào)的變化，自動(dòng)調(diào)整PWM信號(hào)，使電磁爐做恒定功率處理。
[0006]然而，現(xiàn)有的電壓采樣電路中，通常采用電壓分壓式進(jìn)行采樣，對(duì)所需采樣的變量進(jìn)行直接采樣，沒(méi)有將單片機(jī)控制信號(hào)與電壓采樣信號(hào)進(jìn)行有效的隔離，從而影響控制的精度，存在米樣誤差較大的冋題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]本發(fā)明要解決的技術(shù)問(wèn)題在于，針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的上述缺陷，提供一種能避免信號(hào)干擾、保證儀器采集數(shù)據(jù)準(zhǔn)確、對(duì)電源輸入能進(jìn)行有效隔離、電路設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、功能強(qiáng)大、使用靈活、適用范圍較廣、能實(shí)現(xiàn)多種電流值的采樣檢測(cè)、能將控制信號(hào)與電壓采樣信號(hào)進(jìn)行有效隔離、提高采樣精度的具有脈寬調(diào)制電流采樣輸入隔離功能的純正弦波逆變器。
[0008]本發(fā)明解決其技術(shù)問(wèn)題所采用的技術(shù)方案是:構(gòu)造一種具有脈寬調(diào)制電流采樣輸入隔離功能的純正弦波逆變器，包括電源輸入模塊、輸入隔離模塊、PWM調(diào)制模塊、變壓整流濾波模塊、SPffM驅(qū)動(dòng)模塊、LC濾波模塊、正弦波發(fā)生器、MCU、電壓采樣模塊、電流采樣模塊和顯示模塊，所述輸入隔離模塊的輸入端與所述電源輸入模塊的一輸出端連接，所述輸入隔離模塊的輸出端與所述PWM調(diào)制模塊的輸入端連接，所述變壓整流濾波模塊的輸入端與所述PWM調(diào)制模塊的輸出端連接，所述SPWM驅(qū)動(dòng)模塊的一輸入端與所述變壓整流濾波模塊的輸出端連接，所述LC濾波模塊的輸入端與所述SPWM驅(qū)動(dòng)模塊的輸出端連接，所述正弦波發(fā)生器的輸入端與所述LC濾波模塊的輸出端連接，所述電壓采樣模塊的輸入端與所述電源輸入模塊的另一輸出端連接，所述MCU的一輸入端與所述電壓采樣模塊的輸出端連接，所述電流采樣模塊的輸入端與所述PWM調(diào)制模塊的另一輸出端連接，所述電流采樣模塊的輸出端與所述MCU的另一輸入端連接，所述MCU的輸出端與所述顯示模塊的輸入端連接；
[0009]所述pmi調(diào)制模塊包括時(shí)基電路芯片、第二 ^^一電阻、第二十二電阻、第二十三電阻、第二十四電阻、第二十五電阻、第二十六電阻、第二十七電阻、第二十八電阻、第二十九電阻、第三十電阻、第二 i^一電容、第二十二電容、第二十三電容、第二十四電容、第二十五電容、第二十六電容、第二十七電容、第二十八電容、第i^一二極管、第十二二極管、第十三二極管、第十一三極管和第十二 MOS管，所述第二十一電阻的一端分別與所述第二十電容的一端和第二十二電阻的一端連接，所述第二十電容的另一端通過(guò)所述第二十四電阻接地，所述第二十二電阻的另一端分別與所述第二十三電阻的一端和第二十二電容的一端連接，所述第二十二電容的另一端通過(guò)所述第二十五電阻接地，所述第二十三電阻的另一端分別與所述第十一二極管的陰極、第二十三電容的一端和第二十六電阻的一端連接，所述第十一二極管的陽(yáng)極接地，所述第二十三電容的另一端分別與所述時(shí)基電路芯片的第四引腳和第八引腳連接，所述第二十六電阻的另一端通過(guò)所述第二十四電容與所述第二十七電阻的一端連接，所述第二十七電阻的一端還通過(guò)所述第三十電阻接地，所述第二十七電阻的另一端與所述第十一三極管的基極連接，所述第十一三極管的發(fā)射極與所述第二十八電阻的一端連接，所述第二十三電容的另一端通過(guò)所述第二十五電容與所述第二十八電阻的另一端連接，所述第十二二極管的陽(yáng)極分別與所述第十一三極管的集電極和時(shí)基電路芯片的第七引腳連接，所述第十二二極管的陰極與所述時(shí)基電路芯片的第六引腳連接，所述時(shí)基電路芯片的第三引腳通過(guò)所述第二十九電阻與所述第十二 MOS管的柵極連接，所述第十二 MOS管的漏極通過(guò)所述第十三二極管與所述第二十八電阻的另一端連接，所述第十二 MOS管的源極接地，所述時(shí)基電路芯片的第二引腳依次通過(guò)所述第二十六電容和第二十八電容接地，所述時(shí)基電路芯片的第五引腳通過(guò)所述第二十七電容接地，所述時(shí)基電路芯片的第一引腳接地；
[0010]所述電流采樣模塊包括第一分流MOS管、第二采樣MOS管、第三采樣MOS管、第四采樣MOS管、采樣電阻、第一控制電阻和第二控制電阻，所述第一分流MOS管的柵極和第二采樣MOS管的柵極均連接輸入電源，所述第一分流MOS管的漏極、第二采樣MOS管的漏極、第三采樣MOS管的漏極和第四采樣MOS管的漏極均連接電流輸入管腳，所述第一分流MOS管的源極接地，所述第二采樣MOS管的源極、第三采樣MOS管的源極和第四采樣MOS管的源極均與所述采樣電阻的一端連接，所述采樣電阻的一端還連接采樣電壓輸出端，所述采樣電阻的另一端接地，所述第三采樣MOS管的柵極通過(guò)所述第一控制電阻連接第一外部信號(hào)輸入管腳，所述第四采樣MOS管的柵極通過(guò)所述第二控制電阻連接第二外部信號(hào)輸入管腳；
[0011]所述電壓采樣模塊包括依次連接的整流電路、電壓比較電路、光電耦合器、電壓轉(zhuǎn)換電路和平滑濾波電路;所述電壓比較電路包括電壓比較器、第一電阻、第二電阻、第三電阻、第四電阻、第五電阻、第六電阻、第一電容和第二電容，所述電壓比較器的同相輸入端通過(guò)所述第五電阻分別與所述第一電阻的一端和第二電阻的一端連接，所述第一電阻的另一端與所述整流電路的正極輸出端連接，所述電壓比較器的反相輸入端通過(guò)所述第六電阻分別與所述第三電阻的一端、第四電阻的一端和第一電容的一端連接，所述第三電阻的另一端連接第一電壓源，所述第二電阻的另一端、第四電阻的另一端和第一電容的另一端均與所述整流電路的負(fù)極輸出端連接，所述電壓比較器的一個(gè)引腳分別與所述第一電壓源和第二電容的一端連接，所述第二電容的另一端與所述整流電路的負(fù)極輸出端連接，所述電壓比較器的輸出端與所述光電親合器中發(fā)光二極管的陽(yáng)極連接，所述光電親合器中光敏三極管的集電極與所述電壓轉(zhuǎn)換電路連接。
[0012]在本發(fā)明所述的具有脈寬調(diào)制電流采樣輸入隔離功能的純正弦波逆變器中，所述電壓采樣模塊還包括第八電阻，所述電壓比較器的輸出端還與所述第八電阻的一端連接，所述第八電阻的另一端與所述第一電壓源連接。
[0013]在本發(fā)明所述的具有脈寬調(diào)制電流采樣輸入隔離功能的純正弦波逆變器中，所述電壓轉(zhuǎn)換電路包括三極管、第九電阻和第十電阻，所述三極管的基極與所述光電耦合器中光敏三極管的集電極連接，所述三極管的基極還通過(guò)所述第九電阻連接第二電壓源，所述三極管的集電極通過(guò)所述第十電阻連接所述第二電壓源，所述三極管的發(fā)射極接地。
[0014]在本發(fā)明所述的具有脈寬調(diào)制電流采樣輸入隔離功能的純正弦波逆變器中，所述平滑濾波電路包括第十一電阻、第十二電阻、第十三電阻、第三電容和第四電容;所述第十一電阻的一端與所述三極管的集電極連接，所述第十一電阻的另一端分別與所述第十二電阻的一端和第三電容的一端連接，所述第十二電阻的另一端、第十三電阻的一端和第四電容的一端均連接電壓輸出端，所述第三電容的另一端、第十三電阻的另一端和第四電容的另一端均接地。
[0015]在本發(fā)明所述的具有脈寬調(diào)制電流采樣輸入隔離功能的純正弦波逆變器中，所述電壓采樣模塊還包括穩(wěn)壓管，所述穩(wěn)壓管的陰極連接所述電壓輸出端，所述穩(wěn)壓管的陽(yáng)極接地。
[0016]在本發(fā)明所述的具有脈寬調(diào)制電流采樣輸入隔離功能的純正弦波逆變器中，還包括輸出電壓檢測(cè)模塊，所述輸出電壓檢測(cè)模塊的一輸入端與所述SPffM驅(qū)動(dòng)模塊的另一輸出端連接，所述輸出電壓檢測(cè)模塊的另一輸入端與所述正弦波發(fā)生器的輸出端連接。
[0017]在本發(fā)明所述的具有脈寬調(diào)制電流采樣輸入隔離功能的純正弦波逆變器中，所述整流電路包括第一二極管、第二二極管、第三二極管和第四二極管，所述第一二極管的陽(yáng)極和第四二極管的陰極均與交流電的火線連接，所述第二二極管的陽(yáng)極和第三二極管的陰極均與交流電的零線連接，所述第一二極管的陰極和第二二極管的陰極連接后作為所述整流電路的正極輸出端，所述第三二極管的陽(yáng)極和第四二極管的陽(yáng)極連接后作為所述整流電路的負(fù)極輸出端。
[0018]實(shí)施本發(fā)明的具有脈寬調(diào)制電流采樣輸入隔離功能的純正弦波逆變器，具有以下有益效果:由于采用電源輸入模塊、輸入隔離模塊、PWM調(diào)制模塊、變壓整流濾波模塊、SPffM驅(qū)動(dòng)模塊、LC濾波模塊、正弦波發(fā)生器、MCU、電壓采樣模塊、電流采樣模塊和顯示模塊，PffM調(diào)制模塊的電路結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，采用電流采樣模塊可以實(shí)現(xiàn)多種電流值的采樣檢測(cè)，電壓采樣模塊包括依次連接的整流電路、電壓比較電路、光電耦合器、電壓轉(zhuǎn)換電路和平滑濾波電路，輸入隔離模塊可以對(duì)電源輸入進(jìn)行有效隔離，SPffM就是在PffM的基礎(chǔ)上改變了調(diào)制脈沖方式，脈沖寬度時(shí)間占空比按正弦規(guī)率排列，這樣輸出波形經(jīng)過(guò)適當(dāng)?shù)臑V波可以做到正弦波輸出，LC濾波模塊用來(lái)給諧波補(bǔ)償，采用光電耦合器可以將MCU控制信號(hào)與電壓采樣信號(hào)進(jìn)行有效的隔離，所以其能避免信號(hào)干擾、保證儀器采集數(shù)據(jù)準(zhǔn)確、對(duì)電源輸入能進(jìn)行有效隔離、電路設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、功能強(qiáng)大、使用靈活、適用范圍較廣、能實(shí)現(xiàn)多種電流值的采樣檢測(cè)、能將控制信號(hào)與電壓采樣信號(hào)進(jìn)行有效隔離、提高采樣精度。
【附圖說(shuō)明】
[0019]為了更清楚地說(shuō)明本發(fā)明實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對(duì)實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡(jiǎn)單地介紹，顯而易見(jiàn)地，下面描述中的附圖僅僅是本發(fā)明的一些實(shí)施例，對(duì)于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來(lái)講，在不付出創(chuàng)造性勞動(dòng)性的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。
[0020]圖1為本發(fā)明具有脈寬調(diào)制電流采樣輸入隔離功能的純正弦波逆變器一個(gè)實(shí)施例中的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0021 ]圖2為所述實(shí)施例中PffM調(diào)制模塊的電路原理圖；
[0022]圖3為所述實(shí)施例中電流采樣模塊的電路原理圖；
[0023]圖4為所述實(shí)施例中電壓采樣模塊的電路原理圖。
【具體實(shí)施方式】
[0024]下面將結(jié)合本發(fā)明實(shí)施例中的附圖，對(duì)本發(fā)明實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實(shí)施例僅僅是本發(fā)明一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例?；诒景l(fā)明中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒(méi)有做出創(chuàng)造性勞動(dòng)前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。
[0025]在本發(fā)明具有脈寬調(diào)制電流采樣輸入隔離功能的純正弦波逆變器實(shí)施例中，該具有脈寬調(diào)制電流采樣輸入隔離功能的純正弦波逆變器的結(jié)構(gòu)示意圖如圖1所示。圖1中，該具有脈寬調(diào)制電流采樣輸入隔離功能的純正弦波逆變器包括電源輸入模塊1、輸入隔離模塊2、P麗調(diào)制模塊3、變壓整流濾波模塊4、SPWM驅(qū)動(dòng)模塊5、LC濾波模塊6、正弦波發(fā)生器7、MCU8、電壓采樣模塊9、電流采樣模塊10和顯示模塊11，其中，輸入隔離模塊2的輸入端與電源輸入模塊I的一輸出端連接，輸入隔離模塊2的輸出端與PWM調(diào)制模塊3的輸入端連接，變壓整流濾波模塊4的輸入端與PffM調(diào)制模塊3的輸出端連接，SPffM驅(qū)動(dòng)模塊5的一輸入端與變壓整流濾波模塊4的輸出端連接，LC濾波模塊6的輸入端與SPffM驅(qū)動(dòng)模塊5的輸出端連接，正弦波發(fā)生器7的輸入端與L C濾波模塊6的輸出端連接，電壓米樣模塊9的輸入端與電源輸入模塊I的另一輸出端連接，MCU8的一輸入端與電壓采樣模塊9的輸出端連接，電流采樣模塊10的輸入端與PffM調(diào)制模塊3的另一輸出端連接，電流采樣模塊10的輸出端與MCU8的另一輸入端連接，MCU8的輸出端與顯示模塊11的輸入端連接;采用MCU8的好處是簡(jiǎn)單、便宜。通過(guò)顯示模塊11可以直觀的看出電壓和功率。
[0026]值得一提的是，SPffM就是在PffM的基礎(chǔ)上改變了調(diào)制脈沖方式，脈沖寬度時(shí)間占空比按正弦規(guī)率排列，這樣輸出波形經(jīng)過(guò)適當(dāng)?shù)臑V波可以做到正弦波輸出，其中PWM就是脈沖寬度調(diào)制。本實(shí)施例中的LC濾波模塊6是由電感、電容和電阻等組合而成，用來(lái)進(jìn)行諧波補(bǔ)償。這樣就能產(chǎn)生純正弦波，能避免信號(hào)的干擾，保證儀器采集數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確度。
[0027]圖2是本實(shí)施例中PffM調(diào)制模塊的電路原理圖。圖2中，PffM調(diào)制模塊3包括時(shí)基電路芯片U5、第二 ^^一電阻R21、第二十二電阻R22、第二十三電阻R23、第二十四電阻R24、第二十五電阻R25、第二十六電阻R26、第二十七電阻R27、第二十八電阻R28、第二十九電阻R29、第三十電阻R30、第二 ^^一電容C21、第二十二電容C22、第二十三電容C23、第二十四電容C24、第二十五電容C25、第二十六電容C26、第二十七電容C27、第二十八電容C28、第^^一二極管D11、第十二二極管D12、第十三二極管D13、第^^一三極管Tll和第十二 MOS管T12。值得一提的是，本實(shí)施例中，第i^一二極管Dl I是穩(wěn)壓管，第^^一三極管Tl I是PNP型三極管，第十二MOS管T12是N溝道MOS管。時(shí)基電路芯片U5的封裝形式采用DIP8雙列直插封裝。
[0028]具體的，本實(shí)施例中，第二^^一電阻R21的一端分別與第二十電容C20的一端和第二十二電阻R22的一端連接，第二十電容C20的另一端通過(guò)第二十四電阻R24接地，第二十二電阻R22的另一端分別與第二十三電阻R23的一端和第二十二電容C22的一端連接，第二十二電容C22的另一端通過(guò)第二十五電阻R25接地，第二十三電阻R23的另一端分別與第十一二極管Dll的陰極、第二十三電容C23的一端和第二十六電阻R26的一端連接，第^^一二極管Dll的陽(yáng)極接地，第二十三電容C23的另一端分別與時(shí)基電路芯片U5的第四引腳和第八引腳連接，第二十六電阻R26的另一端通過(guò)第二十四電容C24與第二十七電阻R27的一端連接，第二十七電阻R27的一端還通過(guò)第三十電阻R30接地，第二十七電阻R27的另一端與第^^一三極管Tll的基極連接，第^^一三極管Tll的發(fā)射極與第二十八電阻R28的一端連接，第二十三電容C23的另一端通過(guò)第二十五電容C25與第二十八電阻R28的另一端連接，第十二二極管D12的陽(yáng)極分別與第^^一三極管Tll的集電極和時(shí)基電路芯片U5的第七引腳連接，第十二二極管Dll的陰極與時(shí)基電路芯片U5的第六引腳連接，時(shí)基電路芯片U5的第三引腳通過(guò)第二十九電阻R29與第十二 MOS管T12的柵極連接，第十二 MOS管T12的漏極通過(guò)第十三二極管D13與第二十八電阻R28的另一端連接，第十二 MOS管T12的源極接地，時(shí)基電路芯片U5的第二引腳依次通過(guò)第二十六電容C26和第二十八電容C28接地，時(shí)基電路芯片U5的第五引腳通過(guò)第二十七電容C27接地，時(shí)基電路芯片U5的第一引腳接地。該P(yáng)WM調(diào)制模塊3電路設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、功能強(qiáng)大、使用靈活、適用范圍較廣，可用來(lái)產(chǎn)生時(shí)間延遲和多種脈沖信號(hào)，可廣泛用于各種電子產(chǎn)品中。
[0029]圖3為本實(shí)施例中電流采樣模塊的電路原理圖，本實(shí)施例中，電流采樣模塊10包括第一分流MOS管Ml、第二采樣MOS管M2、第三采樣MOS管M3、第四采樣MOS管M4、采樣電阻Rs、第一控制電阻Ra和第二控制電阻Rb，第一控制電阻Ra和第二控制電阻Rb用于限流，以防止損壞第三采樣MOS管M3和第四采樣MOS管M4。值得一提的是，本實(shí)施例中，第一分流MOS管Ml、第二采樣MOS管M2、第三采樣MOS管M3和第四采樣MOS管M4均為P溝道MOS管，當(dāng)然，在本實(shí)施例的一些情況下，第一分流MOS管Ml、第二采樣MOS管M2、第三采樣MOS管M3和第四采樣MOS管M4也可以采用N溝道MOS管，但這時(shí)電路結(jié)構(gòu)也要改動(dòng)。
[0030]本實(shí)施例中，第一分流MOS管Ml的柵極和第二采樣MOS管M2的柵極均連接輸入電源Vin，因此第一分流MOS管Ml和第二采樣MOS管M2處于常導(dǎo)通狀態(tài)，為固定接入狀態(tài)，第一分流MOS管Ml的漏極、第二采樣MOS管M2的漏極、第三采樣MOS管M3的漏極和第四采樣MOS管M4的漏極均連接電流輸入管腳Ps，第一分流MOS管Ml的源極接地，第二采樣MOS管M2的源極、第三采樣MOS管M3的源極和第四采樣MOS管M4的源極均與采樣電阻Rs的一端連接，采樣電阻Rs的一端還連接采樣電壓輸出端Vs，采樣電阻Rs的另一端接地，第三采樣MOS管M3的柵極通過(guò)第一控制電阻Ra連接第一外部信號(hào)輸入管腳A，第四采樣MOS管M4的柵極通過(guò)第二控制電阻Rb連接第二外部信號(hào)輸入管腳B。這樣就能實(shí)現(xiàn)多種限流值，而且實(shí)現(xiàn)方式較為簡(jiǎn)單。
[0031]本實(shí)施例中，第三采樣MOS管M3和第四采樣MOS管M4的導(dǎo)通狀態(tài)分別通過(guò)第一外部信號(hào)輸入管腳A和第二外部信號(hào)輸入管腳B進(jìn)行控制。當(dāng)?shù)谌蓸覯OS管M3和第四采樣MOS管M4的柵極信號(hào)為高電平時(shí)，第三采樣MOS管M3和第四采樣MOS管M4導(dǎo)通，為低電平時(shí)，第三采樣MOS管M3和第四采樣MOS管M4截止。根據(jù)實(shí)際需要控制第三采樣MOS管M3和第四采樣MOS管M4的導(dǎo)通狀態(tài)。
[0032]因?yàn)榈谝环至鱉OS管Ml的柵極和第二采樣MOS管M2處于常導(dǎo)通狀態(tài)，電流輸入管腳Ps中的電流流過(guò)第一分流MOS管Ml的柵極和第二采樣MOS管M2，流過(guò)第一分流MOS管Ml的電流直接到地，而流過(guò)第二采樣MOS管M2的電流流入采樣電阻Rs，當(dāng)?shù)谝煌獠啃盘?hào)輸入管腳A和第二外部信號(hào)輸入管腳B進(jìn)行控制的第三采樣MOS管M3和/或第四采樣MOS管M4導(dǎo)通時(shí)，電流輸入管腳Ps中的電流流過(guò)它們后，流入采樣電阻Rs。流入的電流在采樣電阻Rs產(chǎn)生電壓后通過(guò)采樣電壓輸出端Vs輸出給后續(xù)電路。
[0033]本實(shí)施例中，第一分流MOS管Ml、第二采樣MOS管M2、第三采樣MOS管M3、第四采樣MOS管M4以一定的大小比例設(shè)置。所設(shè)置的比例值根據(jù)電路的具體情況而定。通過(guò)第一外部信號(hào)輸入管腳A和第二外部信號(hào)輸入管腳B對(duì)第三采樣MOS管M3和/或第四采樣MOS管M4的導(dǎo)通狀態(tài)進(jìn)行控制，可以通第二采樣MOS管M2、第三采樣MOS管M3和第四采樣MOS管M4得到不同的采樣電流，因此通過(guò)采樣電阻Rs也就可以產(chǎn)生不同的采樣電壓。第二采樣MOS管M2、第三采樣MOS管M3和第四采樣MOS管M4導(dǎo)通的越多，采樣的電流越大，產(chǎn)生的采樣電壓也就越大。最大時(shí)為第二采樣MOS管M2、第三采樣MOS管M3和第四采樣MOS管M4全部導(dǎo)通。
[0034]圖4是本實(shí)施例中電壓采樣模塊的電路原理圖。本實(shí)施例中，電壓采樣模塊9包括依次連接的整流電路、電壓比較電路、光電耦合器U1、電壓轉(zhuǎn)換電路和平滑濾波電路;其中，電壓比較電路包括電壓比較器U2、第一電阻R1、第二電阻R2、第三電阻R3、第四電阻R4、第五電阻R5、第六電阻R6、第一電容Cl和第二電容C2，電壓比較器U2的同相輸入端通過(guò)第五電阻R5分別與第一電阻Rl的一端和第二電阻R2的一端連接，第五電阻R5用于對(duì)電壓比較器U2的同相輸入端進(jìn)行限流，第一電阻Rl的另一端與整流電路的正極輸出端連接，電壓比較器U2的反相輸入端通過(guò)第六電阻R6分別與第三電阻R3的一端、第四電阻R4的一端和第一電容Cl的一端連接，第六電阻用于對(duì)電壓比較器U2的反相輸入端進(jìn)行限流，第三電阻R3的另一端連接第一電壓源VDDl，第二電阻R2的另一端、第四電阻R4的另一端和第一電容Cl的另一端均與整流電路的負(fù)極輸出端連接，電壓比較器U2的一個(gè)引腳分別與第一電壓源VDDl和第二電容C2的一端連接，第二電容C2的另一端與整流電路的負(fù)極輸出端連接，電壓比較器U2的輸出端與光電親合器UI中發(fā)光二極管的陽(yáng)極連接，光電親合器UI中光敏三極管的集電極與電壓轉(zhuǎn)換電路連接。通過(guò)采用光電耦合器Ul進(jìn)行隔離，可以將控制信號(hào)與采樣信號(hào)進(jìn)行有效的隔離，有效避免了外電壓電網(wǎng)對(duì)控制信號(hào)的影響，其控制精度較高，采樣誤差較小。
[0035]本實(shí)施例中，電壓采樣模塊9還包括第八電阻R8，電壓比較器U2的輸出端還與第八電阻R8的一端連接，第八電阻R8的另一端與第一電壓源VDDl連接。
[0036]本實(shí)施例中，電壓轉(zhuǎn)換電路包括三極管Q1、第九電阻R9和第十電阻R10，三極管Ql的基極與光電耦合器Ul中光敏三極管的集電極連接，三極管Ql的基極還通過(guò)第九電阻R9連接第二電壓源VDD2，三極管Ql的集電極通過(guò)第十電阻RlO連接第二電壓源VDD2，三極管Ql的發(fā)射極接地，即第二電壓源VDD2的負(fù)極。
[0037]本實(shí)施例中，平滑濾波電路包括第^^一電阻R11、第十二電阻R12、第十三電阻R13、第三電容C3和第四電容C4;其中，第^^一電阻Rll的一端與三極管Ql的集電極連接，第i^一電阻Rll的另一端分別與第十二電阻R12的一端和第三電容C3的一端連接，第十二電阻R12的另一端、第十三電阻Rl 3的一端和第四電容C4的一端均連接電壓輸出端Vo，第三電容C3的另一端、第十三電阻R13的另一端和第四電容C4的另一端均接地。為了保護(hù)MCU8，該電壓采樣模塊9還包括穩(wěn)壓管ZDl，相當(dāng)于在平滑濾波電路的輸出端并聯(lián)一個(gè)穩(wěn)壓管ZDl，穩(wěn)壓管ZDl的陰極連接電壓輸出端Vo，穩(wěn)壓管ZDl的陽(yáng)極接地。將平滑濾波電路的電壓輸出端Vo與MCU8的一輸入端連接，使經(jīng)平滑濾波后的電壓采樣信號(hào)送到MCU8進(jìn)行處理，M⑶8便能根據(jù)所得到的采樣信號(hào)輸出相應(yīng)的指令，有效地保護(hù)電器設(shè)備。
[0038]本實(shí)施例中，整流電路包括第一二極管D1、第二二極管D2、第三二極管D3和第四二極管D4，第一二極管Dl、第二二極管D2、第三二極管D3和第四二極管D4組成橋式整流電路，第一二極管Dl的陽(yáng)極和第四二極管D4的陰極均與交流電的火線ACL連接，第二二極管D2的陽(yáng)極和第三二極管D3的陰極均與交流電的零線ACN連接，第一二極管Dl的陰極和第二二極管D2的陰極連接后作為整流電路的正極輸出端，第三二極管D3的陽(yáng)極和第四二極管D4的陽(yáng)極連接后作為整流電路的負(fù)極輸出端。
[0039]本實(shí)施例中，當(dāng)電網(wǎng)電壓(如220V/50HZ)經(jīng)過(guò)整流電路整流后得到脈動(dòng)的全波電壓信號(hào)，第一電阻Rl和第二電阻R2對(duì)其進(jìn)行分壓，第二電阻R2上的電壓作為采樣電壓，第四電阻R4上的電壓作為基準(zhǔn)電壓。電壓比較器U2的輸出端輸出的方波信號(hào)驅(qū)動(dòng)光電親合器Ul工作，光電耦合器Ul中光敏三極管的集電極輸出的信號(hào)經(jīng)過(guò)電壓轉(zhuǎn)換電路和平滑濾波電路的平滑濾波處理后，得到的直流信號(hào)輸入到M⑶8進(jìn)行處理。當(dāng)電網(wǎng)電壓發(fā)生變化時(shí)，電壓比較器U2的輸出端的輸出信號(hào)也發(fā)生變化，相應(yīng)地，經(jīng)電壓轉(zhuǎn)換和平滑濾波處理后得到的直流信號(hào)也隨之變化，MCU8便能根據(jù)所得到的電壓采樣信號(hào)輸出相應(yīng)的指令，有效地保護(hù)電器設(shè)備。
[0040]具體的，本實(shí)施例中，經(jīng)電壓采樣模塊9采集電源輸入模塊I的輸入電壓，再經(jīng)MCU8控制顯示模塊11顯示出電壓值；顯示模塊11還可以用來(lái)顯示輸出功率，經(jīng)電流采樣模塊10采集脈沖寬度調(diào)制后的電流，再由MCU8運(yùn)算出功率，驅(qū)動(dòng)顯示模塊11顯示功率;MCU8還可以用來(lái)檢測(cè)各模塊的工作狀態(tài)是否正常，當(dāng)MCU8檢測(cè)到某個(gè)模塊的工作狀態(tài)不正常時(shí)，可以驅(qū)動(dòng)顯示模塊11顯示錯(cuò)誤提示。只需要根據(jù)需要，可以了解到輸入電壓的數(shù)值、輸出功率的數(shù)值以及該具有脈寬調(diào)制電流采樣輸入隔離功能的純正弦波逆變器的工作狀態(tài)是否正常，可以使工作人員對(duì)整個(gè)系統(tǒng)有很好地掌握。
[0041]本實(shí)施例中，該具有脈寬調(diào)制電流采樣輸入隔離功能的純正弦波逆變器還包括輸出電壓檢測(cè)模塊12，輸出電壓檢測(cè)模塊12的一輸入端與SPWM驅(qū)動(dòng)模塊5的另一輸出端連接，輸出電壓檢測(cè)模塊12的另一輸入端與正弦波發(fā)生器7的輸出端連接?？梢詫?shí)時(shí)對(duì)正弦波發(fā)生器7進(jìn)行電壓反饋，檢測(cè)電壓是否滿足需要，再調(diào)節(jié)SPffM驅(qū)動(dòng)模塊5來(lái)改變脈沖，達(dá)到需要的電壓，也就是說(shuō)讓該具有脈寬調(diào)制電流采樣輸入隔離功能的純正弦波逆變器最后獲得的電壓能滿足需要。
[0042]總之，在本實(shí)施例中，將該具有脈寬調(diào)制電流采樣輸入隔離功能的純正弦波逆變器用在醫(yī)療設(shè)備，軍用設(shè)備上時(shí)，不會(huì)產(chǎn)生信號(hào)的干擾，儀器測(cè)得的數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性也得到很大的提尚。
[0043]以上所述僅為本發(fā)明的較佳實(shí)施例而已，并不用以限制本發(fā)明，凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種具有脈寬調(diào)制電流采樣輸入隔離功能的純正弦波逆變器，其特征在于，包括電源輸入模塊、輸入隔離模塊、PWM調(diào)制模塊、變壓整流濾波模塊、SPffM驅(qū)動(dòng)模塊、LC濾波模塊、正弦波發(fā)生器、MCU、電壓采樣模塊、電流采樣模塊和顯示模塊，所述輸入隔離模塊的輸入端與所述電源輸入模塊的一輸出端連接，所述輸入隔離模塊的輸出端與所述PWM調(diào)制模塊的輸入端連接，所述變壓整流濾波模塊的輸入端與所述PWM調(diào)制模塊的輸出端連接，所述SPWM驅(qū)動(dòng)模塊的一輸入端與所述變壓整流濾波模塊的輸出端連接，所述LC濾波模塊的輸入端與所述SPffM驅(qū)動(dòng)模塊的輸出端連接，所述正弦波發(fā)生器的輸入端與所述LC濾波模塊的輸出端連接，所述電壓采樣模塊的輸入端與所述電源輸入模塊的另一輸出端連接，所述MCU的一輸入端與所述電壓采樣模塊的輸出端連接，所述電流采樣模塊的輸入端與所述PWM調(diào)制模塊的另一輸出端連接，所述電流采樣模塊的輸出端與所述MCU的另一輸入端連接，所述MCU的輸出端與所述顯示模塊的輸入端連接； 所述PWM調(diào)制模塊包括時(shí)基電路芯片、第二十一電阻、第二十二電阻、第二十三電阻、第二十四電阻、第二十五電阻、第二十六電阻、第二十七電阻、第二十八電阻、第二十九電阻、第三十電阻、第二 i^一電容、第二十二電容、第二十三電容、第二十四電容、第二十五電容、第二十六電容、第二十七電容、第二十八電容、第i^一二極管、第十二二極管、第十三二極管、第十一三極管和第十二 MOS管，所述第二十一電阻的一端分別與所述第二十電容的一端和第二十二電阻的一端連接，所述第二十電容的另一端通過(guò)所述第二十四電阻接地，所述第二十二電阻的另一端分別與所述第二十三電阻的一端和第二十二電容的一端連接，所述第二十二電容的另一端通過(guò)所述第二十五電阻接地，所述第二十三電阻的另一端分別與所述第十一二極管的陰極、第二十三電容的一端和第二十六電阻的一端連接，所述第十一二極管的陽(yáng)極接地，所述第二十三電容的另一端分別與所述時(shí)基電路芯片的第四引腳和第八引腳連接，所述第二十六電阻的另一端通過(guò)所述第二十四電容與所述第二十七電阻的一端連接，所述第二十七電阻的一端還通過(guò)所述第三十電阻接地，所述第二十七電阻的另一端與所述第十一三極管的基極連接，所述第十一三極管的發(fā)射極與所述第二十八電阻的一端連接，所述第二十三電容的另一端通過(guò)所述第二十五電容與所述第二十八電阻的另一端連接，所述第十二二極管的陽(yáng)極分別與所述第十一三極管的集電極和時(shí)基電路芯片的第七引腳連接，所述第十二二極管的陰極與所述時(shí)基電路芯片的第六引腳連接，所述時(shí)基電路芯片的第三引腳通過(guò)所述第二十九電阻與所述第十二 MOS管的柵極連接，所述第十二 MOS管的漏極通過(guò)所述第十三二極管與所述第二十八電阻的另一端連接，所述第十二 MOS管的源極接地，所述時(shí)基電路芯片的第二引腳依次通過(guò)所述第二十六電容和第二十八電容接地，所述時(shí)基電路芯片的第五引腳通過(guò)所述第二十七電容接地，所述時(shí)基電路芯片的第一引腳接地； 所述電流采樣模塊包括第一分流MOS管、第二采樣MOS管、第三采樣MOS管、第四采樣MOS管、采樣電阻、第一控制電阻和第二控制電阻，所述第一分流MOS管的柵極和第二采樣MOS管的柵極均連接輸入電源，所述第一分流MOS管的漏極、第二采樣MOS管的漏極、第三采樣MOS管的漏極和第四采樣MOS管的漏極均連接電流輸入管腳，所述第一分流MOS管的源極接地，所述第二采樣MOS管的源極、第三采樣MOS管的源極和第四采樣MOS管的源極均與所述采樣電阻的一端連接，所述采樣電阻的一端還連接采樣電壓輸出端，所述采樣電阻的另一端接地，所述第三采樣MOS管的柵極通過(guò)所述第一控制電阻連接第一外部信號(hào)輸入管腳，所述第四采樣MOS管的柵極通過(guò)所述第二控制電阻連接第二外部信號(hào)輸入管腳； 所述電壓采樣模塊包括依次連接的整流電路、電壓比較電路、光電耦合器、電壓轉(zhuǎn)換電路和平滑濾波電路;所述電壓比較電路包括電壓比較器、第一電阻、第二電阻、第三電阻、第四電阻、第五電阻、第六電阻、第一電容和第二電容，所述電壓比較器的同相輸入端通過(guò)所述第五電阻分別與所述第一電阻的一端和第二電阻的一端連接，所述第一電阻的另一端與所述整流電路的正極輸出端連接，所述電壓比較器的反相輸入端通過(guò)所述第六電阻分別與所述第三電阻的一端、第四電阻的一端和第一電容的一端連接，所述第三電阻的另一端連接第一電壓源，所述第二電阻的另一端、第四電阻的另一端和第一電容的另一端均與所述整流電路的負(fù)極輸出端連接，所述電壓比較器的一個(gè)引腳分別與所述第一電壓源和第二電容的一端連接，所述第二電容的另一端與所述整流電路的負(fù)極輸出端連接，所述電壓比較器的輸出端與所述光電親合器中發(fā)光二極管的陽(yáng)極連接，所述光電親合器中光敏三極管的集電極與所述電壓轉(zhuǎn)換電路連接。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的具有脈寬調(diào)制電流采樣輸入隔離功能的純正弦波逆變器，其特征在于，所述電壓采樣模塊還包括第八電阻，所述電壓比較器的輸出端還與所述第八電阻的一端連接，所述第八電阻的另一端與所述第一電壓源連接。3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的具有脈寬調(diào)制電流采樣輸入隔離功能的純正弦波逆變器，其特征在于，所述電壓轉(zhuǎn)換電路包括三極管、第九電阻和第十電阻，所述三極管的基極與所述光電耦合器中光敏三極管的集電極連接，所述三極管的基極還通過(guò)所述第九電阻連接第二電壓源，所述三極管的集電極通過(guò)所述第十電阻連接所述第二電壓源，所述三極管的發(fā)射極接地。4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的具有脈寬調(diào)制電流采樣輸入隔離功能的純正弦波逆變器，其特征在于，所述平滑濾波電路包括第十一電阻、第十二電阻、第十三電阻、第三電容和第四電容;所述第十一電阻的一端與所述三極管的集電極連接，所述第十一電阻的另一端分別與所述第十二電阻的一端和第三電容的一端連接，所述第十二電阻的另一端、第十三電阻的一端和第四電容的一端均連接電壓輸出端，所述第三電容的另一端、第十三電阻的另一端和第四電容的另一端均接地。5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的具有脈寬調(diào)制電流采樣輸入隔離功能的純正弦波逆變器，其特征在于，所述電壓采樣模塊還包括穩(wěn)壓管，所述穩(wěn)壓管的陰極連接所述電壓輸出端，所述穩(wěn)壓管的陽(yáng)極接地。6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的具有脈寬調(diào)制電流采樣輸入隔離功能的純正弦波逆變器，其特征在于，還包括輸出電壓檢測(cè)模塊，所述輸出電壓檢測(cè)模塊的一輸入端與所述SPWM驅(qū)動(dòng)模塊的另一輸出端連接，所述輸出電壓檢測(cè)模塊的另一輸入端與所述正弦波發(fā)生器的輸出端連接。7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的具有脈寬調(diào)制電流采樣輸入隔離功能的純正弦波逆變器，其特征在于，所述整流電路包括第一二極管、第二二極管、第三二極管和第四二極管，所述第一二極管的陽(yáng)極和第四二極管的陰極均與交流電的火線連接，所述第二二極管的陽(yáng)極和第三二極管的陰極均與交流電的零線連接，所述第一二極管的陰極和第二二極管的陰極連接后作為所述整流電路的正極輸出端，所述第三二極管的陽(yáng)極和第四二極管的陽(yáng)極連接后作為所述整流電路的負(fù)極輸出端。
【文檔編號(hào)】H02M1/00GK106059366SQ201610513318
【公開日】2016年10月26日
【申請(qǐng)日】2016年7月4日
【發(fā)明人】朱海東
【申請(qǐng)人】蘇州邁力電器有限公司