[实用新型]实现逆变交流电高精度可调的逆变装置

说明书

技术领域

本实用新型属于电力电子技术领域，特别涉及实现逆变交流电高精度可调的逆变装置。

背景技术

逆变的基本原理是将直流变成交流，一般交流输出电压、频率等固定，大多用于并入电网，如太阳能并网逆变器。另一种在行业广泛应用的就是交流输出电压可变、频率、相位可变的逆变器，为了考虑到供电方便，这类逆变器基本都是将市电变成直流，在将直流变成可变的交流。可变输出在实现方法要难于固定输出，一般都是需要MCU、FPGA或专用集成IC实现，达到数字可调。

为了实现输出电压、频率等可变一般常见方法为SPWM(Sinusoidal Pulse Width Modulation正弦脉冲宽度调制)，SPWM分为单极性和双极性，无论是单极性还是双极性电路，最终都是通过控制SPWM的幅值、频率和相位实现输出电压、频率和相位可变。

现有技术采用SPWM实现逆变输出可变，单个SPWM控制的电压幅值变化范围小，主要原因为SPWM为正弦PWM，等效于每个PWM实现正弦每个点，如果要正弦幅值可变，等效于每个点需要同等的变小。

PWM为在固定周期内输出有效电平占比，如占比为50％，则输出为输入直流的0.5倍。如果需要实现0～250V可变，最小调节电压为0.1，则此时等效为每个点调节范围为1～250/0.1，即1～2500，如果正弦需要1000个点构成，则PWM的调节范围为1～2500000，一般SPWM电路的载波频率为30KHz～1KHz，转化为周期33μs～1ms，按照上述推算单个调节时间为33μs～1ms/2500000≈132ps～400ps，可见调节最小时间为ps级别，但是对于一般的常见功率三极管MOSFET、IGBT等都是μs级别，ns级别的都是很少见，ps级别则几乎没有。并且实现ps级别可调的数字器件也少见，因此SPWM方法是不能实现电压宽范围输出。

实用新型内容

有鉴于此，有必要针对上述问题，提供一种实现逆变交流电高精度可调的逆变装置。

本实用新型采用如下技术方案解决上述问题：

一种实现逆变交流电高精度可调的逆变装置，包括初级整流电路模块、DC-DC电路模块、逆变全桥电路模块、LC滤波模块、过流过温保护模块、AD采样模块、控制模块、逆变装置直流输出端；

所述初级整流电路模块分别与220V市电、DC-DC电路模块的一端进行电连接，用于将220V市电整成直流电，并进行功率因素矫正，然后将初级整流后的直流电提供给DC-DC电路模块；

所述DC-DC电路模块的另一端与逆变全桥电路模块的一端进行电连接，DC-DC电路模块用于通过PWM信号占空比输出变化且稳定的直流电压并提供给逆变全桥电路模块；

所述逆变全桥电路模块的另一端与LC滤波模块的一端连接，逆变全桥电路模块用于将PWM控制输出的直流电压转化为交流信号，并且该交流信号由SPWM控制，使输出的交流幅值、频率和相位都能高精度可控；

所述过流过温保护模块的一端分别与LC滤波模块的另一端、逆变装置交流输出端进行电连接，过流过温保护模块用于给逆变装置和负载提供过流、过温保护，用于检测直流电路过流、过温状况并将检测信息传输给所述控制模块、用于将处理后的直流电传输给逆变装置直流输出端；

所述LC滤波模块用于将输出的交流信号进行滤波，使输出的正弦信号平滑；

所述逆变装置直流输出端与过流过温保护模块的另一端进行电连接，用于作为逆变装置的输出口；

所述控制模块分别与DC-DC电路模块、逆变全桥电路模块、过流过温保护模块进行电连接，用于输出SPWM信号给逆变全桥电路模块，用于输出PWM信号给所述DC-DC电路模块，用于读取过流过温保护模块的检测信息；

所述AD采样模块分别与逆变装置直流输出端、控制模块进行电连接，用于读取逆变装置直流输出端的电流与电压信号并传输给控制模块。

进一步地，所述初级整流电路模块的电路为PFC电路和buck降压电路；

所述DC-DC电路模块的电路为升压降压电路。

进一步地，所述过流过温保护模块检测到电流高于设定值则断开直流输出；

所述过流过温保护模块检测电路上开关管的温度高于设定值则断开直流输出。

进一步地，所述过流过温保护模块断开直流输出后，定时短暂地打开输出，一旦检测到过流，再次断开直流输出，不断循环地短暂输出、检测和过流断开输出，直到输出直流电流小于设定值就打开直流输出；