一種正弦波逆變電源的制作方法
【專利摘要】本實(shí)用新型涉及一種逆變電源，尤其是一種正弦波逆變電源。它包括CPU檢測控制器、高頻變壓器、交流電源、前級隔離驅(qū)動(dòng)器、直流電源、PWM控制器、整流濾波器、AC逆變器、后級隔離驅(qū)動(dòng)器以及切換輸出電路。本實(shí)用新型利用CPU檢測控制器和PWM控制器作為整個(gè)電源的控制核心，通過PWM調(diào)制技術(shù)將直流電源輸出的直流電首先進(jìn)行高頻斬波處理，然后再通過高頻變壓器及整流濾波器進(jìn)行升壓整流，并最終通過AC逆變器變換成工頻交流電后輸出，以向負(fù)載供電，其有可同時(shí)滿足大功率負(fù)載及小功率負(fù)載的供電需求；利用切換輸出電路則可在直流電源斷電的情況下(如對直流電源進(jìn)行維護(hù)和更換，或者直流電源出現(xiàn)故障時(shí))，自動(dòng)切換到市電旁路，不影響對負(fù)載的供電，提高了電源供電的連續(xù)性。
【專利說明】
一種正弦波逆變電源
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本實(shí)用新型涉及一種逆變電源，尤其是一種正弦波逆變電源及基于此安裝結(jié)構(gòu)件所形成的正弦波逆變電源。
【背景技術(shù)】
[0002]眾所周知，正弦波逆變電源是一種可以把低壓直流電轉(zhuǎn)換為工頻交流電的電子器件，因其輸出的波形為正弦波，且接近我們正常使用的市電，不會(huì)像輸出方波的其他逆變電源對用電設(shè)備產(chǎn)生不良作用而被廣泛應(yīng)用于電力及通訊行業(yè)。
[0003]目前，市面上的正弦波逆變電源一般是把直流電逆變成工頻低壓交流電，然后再通過工頻變壓器升壓成220V/50HZ的交流電以供負(fù)載使用；這種形式的設(shè)計(jì)不但會(huì)使得逆變電源在輕負(fù)荷運(yùn)行時(shí)的空載損耗比較大，而且電源的造價(jià)高、體積和重量都偏大；同時(shí)，現(xiàn)有的逆變電源由于功能設(shè)計(jì)的不甚合理，還導(dǎo)致其普遍存在可靠性差、功能單一等問題，尤其是在直流供電部分進(jìn)行切斷維護(hù)或者出現(xiàn)故障的情況下，逆變電源無法正常工作。
[0004]因此，如何對現(xiàn)有的正弦波逆變電源提出改進(jìn)方案，成為行業(yè)內(nèi)亟待解決的技術(shù)問題。
【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0005]針對上述現(xiàn)有技術(shù)存在的不足，本實(shí)用新型的目的在于提供一種電路結(jié)構(gòu)簡單、可靠性高、供電連續(xù)性強(qiáng)的正弦波逆變電源。
[0006]為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型采用如下技術(shù)方案:
[0007]—種正弦波逆變電源，它包括CPU檢測控制器、高頻變壓器、交流電源、通過前級隔離驅(qū)動(dòng)器連接于高頻變壓器的初級側(cè)的直流電源、受CPU檢測控制器的控制并通過輸出PWM調(diào)制波來控制前級隔離驅(qū)動(dòng)器通斷的PWM控制器、通過整流濾波器連接于高頻變壓器的次級側(cè)的AC逆變器、連接于AC逆變器與CPU檢測控制器之間并控制AC逆變器通斷的后級隔離驅(qū)動(dòng)器以及用于將交流電源的輸出電流和AC逆變器的輸出電流進(jìn)行切換輸出的切換輸出電路。
[0008]優(yōu)選地，所述直流電源的正極與前級隔離驅(qū)動(dòng)器之間還連接有一防反接電路，所述防反接電路由并聯(lián)設(shè)置的一繼電器和一第五二極管構(gòu)成。
[0009]優(yōu)選地，所述CPU檢測控制器還連接有一干接點(diǎn)外接報(bào)警模塊，所述CPU檢測控制器還通過RS232通信線纜連接有通信外接模塊和顯示電路模塊。
[0010]優(yōu)選地，所述前級隔離驅(qū)動(dòng)器的輸入端還連接有一與直流電源并行分布的輔助電源。
[0011 ] 優(yōu)選地，所述前級隔離驅(qū)動(dòng)器包括第一 MOS管、第二 MOS管、第三MOS管和第四MOS管，所述第一 MOS管的柵極、第二 MOS管的柵極、第三MOS管的柵極和第四MOS管的柵極分別與PWM控制器的PWM輸出引腳相連，所述第一 MOS管的漏極和第二 MOS管的漏極同時(shí)與直流電源的正極相連，所述第三MOS管的源極和第四MOS管的源極同時(shí)與直流電源的負(fù)極相連;所述高頻變壓器的初級側(cè)的一端連接于第一MOS管的源極與第三MOS管的漏極之間、另一端連接于第二 MOS管的源極與第四MOS管的漏極之間。
[0012]優(yōu)選地，所述整流濾波器包括順序串聯(lián)的第一電感和第一電容、順序串聯(lián)的第一二極管和第二二極管以及順序串聯(lián)的第三二極管和第四二極管，所述高頻變壓器的次級側(cè)的一端連接于第一二極管與第二二極管之間、另一端連接于第三二極管與第四二極管之間，所述第二二極管的陰極和第四二極管的陰極同時(shí)接地，所述第一二極管的陽極和第三二極管的陽極同時(shí)連接于第一電感的一端，所述第一電感的另一端通過第一電容接地;所述第一電感與第一電容之間設(shè)置有一與CPU檢測控制器相連的信號反饋線，所述AC逆變器的輸入端連接于第一電感與第一電容之間。
[0013]優(yōu)選地，所述AC逆變器包括第五MOS管、第六MOS管、第七M(jìn)OS管和第八MOS管，所述第五MOS管的柵極、第六MOS管的柵極、第七M(jìn)OS管的柵極和第八MOS管的柵極分別與后級隔離驅(qū)動(dòng)器的輸出端相連，所述第五MOS管的漏極和第六MOS管的漏極同時(shí)連接于整流濾波器的輸出端，所述第七M(jìn)OS管的源極和第八MOS管的源極同時(shí)接地，所述第五MOS管的源極和第七M(jìn)OS管的漏極同時(shí)通過一第一儲(chǔ)能電感連接切換輸出電路，所述第六MOS管的源極和第八MOS管的漏極同時(shí)通過一第二儲(chǔ)能電感連接切換輸出電路。
[0014]優(yōu)選地，所述后級隔離驅(qū)動(dòng)器為一光電耦合器。
[0015]由于采用了上述方案，本實(shí)用新型利用CPU檢測控制器和PffM控制器作為整個(gè)電源的控制核心，通過PWM調(diào)制技術(shù)將直流電源輸出的直流電首先進(jìn)行高頻斬波處理，然后再通過高頻變壓器及整流濾波器進(jìn)行升壓整流，并最終通過AC逆變器變換成工頻交流電后輸出，以向負(fù)載供電，其有可同時(shí)滿足大功率負(fù)載及小功率負(fù)載的供電需求;利用切換輸出電路則可在直流電源斷電的情況下(如對直流電源進(jìn)行維護(hù)和更換，或者直流電源出現(xiàn)故障時(shí))，自動(dòng)切換到市電旁路，不影響對負(fù)載的供電，提高了電源供電的連續(xù)性;其結(jié)構(gòu)簡單、可靠性高，具有很強(qiáng)的實(shí)用價(jià)值和市場推廣價(jià)值。
【附圖說明】
[0016]圖1是本實(shí)用新型實(shí)施例的控制原理框圖。
【具體實(shí)施方式】
[0017]以下結(jié)合附圖對本實(shí)用新型的實(shí)施例進(jìn)行詳細(xì)說明，但是本實(shí)用新型可以由權(quán)利要求限定和覆蓋的多種不同方式實(shí)施。
[0018]如圖1所示，本實(shí)施例提供的一種正弦波逆變電源，它包括CPU檢測控制器a(其可根據(jù)具體情況采用諸如MC908GP32系列單片機(jī))、高頻變壓器T、交流電源b(可以理解為是市電)、通過前級隔離驅(qū)動(dòng)器c連接于高頻變壓器T的初級側(cè)的直流電源d(諸如12VDC電源)、受CPU檢測控制器a的控制并通過輸出PffM調(diào)制波來控制前級隔離驅(qū)動(dòng)器c通斷的PffM控制器e、通過整流濾波器f連接于高頻變壓器T的次級側(cè)的AC逆變器g、連接于AC逆變器g與CPU檢測控制器a之間并控制AC逆變器g通斷的后級隔離驅(qū)動(dòng)器h以及用于將交流電源b的輸出電流和AC逆變器g的輸出電流進(jìn)行切換輸出的切換輸出電路k。
[0019]如此，利用CPU檢測控制器a和PffM控制器e作為整個(gè)電源的控制核心，通過PffM調(diào)制技術(shù)將直流電源d輸出的直流電首先進(jìn)行高頻斬波處理，然后再通過高頻變壓器T及整流濾波器f進(jìn)行升壓整流，并最終通過AC逆變器g變換成工頻交流電后輸出，以向負(fù)載供電，其有可同時(shí)滿足大功率負(fù)載及小功率負(fù)載的供電需求；同時(shí)，利用采用兩級隔離驅(qū)動(dòng)方式能夠有效地保證整個(gè)電源運(yùn)行的安全性，為通過配合CPU檢測控制器a可為廣大系統(tǒng)用戶實(shí)施網(wǎng)絡(luò)管理及遠(yuǎn)程監(jiān)控提供了便利；另外，利用切換輸出電路k則可在直流電源d斷電的情況下(如對直流電源d進(jìn)行維護(hù)和更換，或者直流電源d出現(xiàn)故障時(shí))，自動(dòng)切換到市電旁路，不影響對負(fù)載的供電，提高了電源供電的連續(xù)性。
[0020]為進(jìn)一步提高逆變電源使用的安全性，在直流電源d的正極與前級隔離驅(qū)動(dòng)器c之間還連接有一防反接電路m，防反接電路m由并聯(lián)設(shè)置的一繼電器kl和一第五二極管D5構(gòu)成;從而防止因直流電源d的反接而對整個(gè)電源造成沖擊或者其他負(fù)面影響。
[0021]為最大限度地豐富整個(gè)電源的實(shí)用功能，本實(shí)施例的CPU檢測控制器a還連接有一干接點(diǎn)外接報(bào)警模塊η，通過功能設(shè)置，可為實(shí)現(xiàn)直流輸入故障、交流輸入故障和交流輸出故障等報(bào)警提供硬件基礎(chǔ)；同時(shí)，CPU檢測控制器a還通過RS232通信線纜連接有通信外接模塊P和顯示電路模塊r;以為逆變器的實(shí)時(shí)監(jiān)測顯示以及對位通信提供條件。
[0022]為進(jìn)一步提高整個(gè)逆變電源供電的連續(xù)性，在前級隔離驅(qū)動(dòng)器c的輸入端還連接有一與直流電源d并行分布的輔助電源s;以此，可在交流電源b或者直流電源d同時(shí)失電的情況下自動(dòng)啟用輔助電源s來替代直流電源d以實(shí)現(xiàn)電源的繼續(xù)供電。
[0023]作為一個(gè)優(yōu)選方案，本實(shí)施例的前級隔離驅(qū)動(dòng)器c包括第一MOS管Ql、第二MOS管Q2、第三MOS管Q3和第四MOS管Q4;其中，第一 MOS管Ql的柵極、第二 MOS管Q2的柵極、第三MOS管Q3的柵極和第四MOS管Q4的柵極分別與HVM控制器e的HVM輸出引腳相連，第一 MOS管Ql的漏極和第二 MOS管Q2的漏極同時(shí)與直流電源d的正極相連，第三MOS管Q3的源極和第四MOS管Q4的源極同時(shí)與直流電源d的負(fù)極相連;高頻變壓器T的初級側(cè)的一端連接于第一 MOS管Ql的源極與第三MOS管Q3的漏極之間、另一端連接于第二MOS管Q2的源極與第四MOS管Q4的漏極之間。從而，PffM控制器e可根據(jù)CPU檢測控制器a的控制指令向各個(gè)MOS管輸出P麗調(diào)制波，進(jìn)而通過控制各個(gè)MOS管的通斷來實(shí)現(xiàn)直流電源d與高頻變壓器T之間的線路導(dǎo)通。
[0024]作為一個(gè)優(yōu)選方案，本實(shí)施例的整流濾波器f包括順序串聯(lián)的第一電感LI和第一電容Cl、順序串聯(lián)的第一二極管Dl和第二二極管D2以及順序串聯(lián)的第三二極管D3和第四二極管D4，高頻變壓器T的次級側(cè)的一端連接于第一二極管Dl與第二二極管D2之間、另一端連接于第三二極管D3與第四二極管D4之間，第二二極管D2的陰極和第四二極管D4的陰極同時(shí)接地，第一二極管Dl的陽極和第三二極管D3的陽極同時(shí)連接于第一電感LI的一端，第一電感LI的另一端通過第一電容Cl接地;在第一電感LI與第一電容Cl之間設(shè)置有一與CPU檢測控制器a相連的信號反饋線，AC逆變器g的輸入端連接于第一電感LI與第一電容Cl之間。
[0025]作為一個(gè)優(yōu)選方案，本實(shí)施例的AC逆變器g包括第五MOS管Q5、第六MOS管Q6、第七M(jìn)OS管Q7和第八MOS管Q8;其中，第五MOS管Q5的柵極、第六MOS管Q6的柵極、第七M(jìn)OS管Q7的柵極和第八MOS管Q8的柵極分別與后級隔離驅(qū)動(dòng)器h的輸出端相連，第五MOS管Q5的漏極和第六MOS管Q6的漏極同時(shí)連接于整流濾波器f的輸出端，第七M(jìn)OS管Q7的源極和第八MOS管Q8的源極同時(shí)接地，第五MOS管Q5的源極和第七M(jìn)OS管Q7的漏極同時(shí)通過一第一儲(chǔ)能電感Lll連接切換輸出電路k，第六MOS管Q6的源極和第八MOS管Q8的漏極同時(shí)通過一第二儲(chǔ)能電感L21連接切換輸出電路k。如此，整個(gè)AC逆變器可由MOS管和儲(chǔ)能電感構(gòu)成，輸入的脈沖驅(qū)動(dòng)各個(gè)MOS管進(jìn)行相應(yīng)動(dòng)作，以實(shí)現(xiàn)對儲(chǔ)能電感的充放電，進(jìn)而在儲(chǔ)能電感的另一端得到工頻交流電。
[0026]另外，本實(shí)施例的后級隔離驅(qū)動(dòng)器h可根據(jù)具體情況采用諸如光電耦合器等隔離驅(qū)動(dòng)器件。
[0027]以上所述僅為本實(shí)用新型的優(yōu)選實(shí)施例，并非因此限制本實(shí)用新型的專利范圍，凡是利用本實(shí)用新型說明書及附圖內(nèi)容所作的等效結(jié)構(gòu)或等效流程變換，或直接或間接運(yùn)用在其他相關(guān)的技術(shù)領(lǐng)域，均同理包括在本實(shí)用新型的專利保護(hù)范圍內(nèi)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種正弦波逆變電源，其特征在于:它包括CPU檢測控制器、高頻變壓器、交流電源、通過前級隔離驅(qū)動(dòng)器連接于高頻變壓器的初級側(cè)的直流電源、受CPU檢測控制器的控制并通過輸出PffM調(diào)制波來控制前級隔離驅(qū)動(dòng)器通斷的PffM控制器、通過整流濾波器連接于高頻變壓器的次級側(cè)的AC逆變器、連接于AC逆變器與CPU檢測控制器之間并控制AC逆變器通斷的后級隔離驅(qū)動(dòng)器以及用于將交流電源的輸出電流和AC逆變器的輸出電流進(jìn)行切換輸出的切換輸出電路。2.如權(quán)利要求1所述的一種正弦波逆變電源，其特征在于:所述直流電源的正極與前級隔離驅(qū)動(dòng)器之間還連接有一防反接電路，所述防反接電路由并聯(lián)設(shè)置的一繼電器和一第五二極管構(gòu)成。3.如權(quán)利要求1所述的一種正弦波逆變電源，其特征在于:所述CPU檢測控制器還連接有一干接點(diǎn)外接報(bào)警模塊，所述CPU檢測控制器還通過RS232通信線纜連接有通信外接模塊和顯示電路模塊。4.如權(quán)利要求1所述的一種正弦波逆變電源，其特征在于:所述前級隔離驅(qū)動(dòng)器的輸入端還連接有一與直流電源并行分布的輔助電源。5.如權(quán)利要求1所述的一種正弦波逆變電源，其特征在于:所述前級隔離驅(qū)動(dòng)器包括第一 MOS管、第二 MOS管、第三MOS管和第四MOS管，所述第一 MOS管的柵極、第二 MOS管的柵極、第三MOS管的柵極和第四MOS管的柵極分別與P麗控制器的P麗輸出引腳相連，所述第一 MOS管的漏極和第二 MOS管的漏極同時(shí)與直流電源的正極相連，所述第三MOS管的源極和第四MOS管的源極同時(shí)與直流電源的負(fù)極相連;所述高頻變壓器的初級側(cè)的一端連接于第一 MOS管的源極與第三MOS管的漏極之間、另一端連接于第二 MOS管的源極與第四MOS管的漏極之間。6.如權(quán)利要求1所述的一種正弦波逆變電源，其特征在于:所述整流濾波器包括順序串聯(lián)的第一電感和第一電容、順序串聯(lián)的第一二極管和第二二極管以及順序串聯(lián)的第三二極管和第四二極管，所述高頻變壓器的次級側(cè)的一端連接于第一二極管與第二二極管之間、另一端連接于第三二極管與第四二極管之間，所述第二二極管的陰極和第四二極管的陰極同時(shí)接地，所述第一二極管的陽極和第三二極管的陽極同時(shí)連接于第一電感的一端，所述第一電感的另一端通過第一電容接地;所述第一電感與第一電容之間設(shè)置有一與CPU檢測控制器相連的信號反饋線，所述AC逆變器的輸入端連接于第一電感與第一電容之間。7.如權(quán)利要求1所述的一種正弦波逆變電源，其特征在于:所述AC逆變器包括第五MOS管、第六MOS管、第七M(jìn)OS管和第八MOS管，所述第五MOS管的柵極、第六MOS管的柵極、第七M(jìn)OS管的柵極和第八MOS管的柵極分別與后級隔離驅(qū)動(dòng)器的輸出端相連，所述第五MOS管的漏極和第六MOS管的漏極同時(shí)連接于整流濾波器的輸出端，所述第七M(jìn)OS管的源極和第八MOS管的源極同時(shí)接地，所述第五MOS管的源極和第七M(jìn)OS管的漏極同時(shí)通過一第一儲(chǔ)能電感連接切換輸出電路，所述第六MOS管的源極和第八MOS管的漏極同時(shí)通過一第二儲(chǔ)能電感連接切換輸出電路。8.如權(quán)利要求1所述的一種正弦波逆變電源，其特征在于:所述后級隔離驅(qū)動(dòng)器為一光電親合器。
【文檔編號】H02J9/06GK205647286SQ201620457112
【公開日】2016年10月12日
【申請日】2016年5月18日
【發(fā)明人】陸維佳
【申請人】深圳技嘉電源有限公司