CN101826813A - 一种智能型dc/ac逆变器 - Google Patents
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Abstract
本发明公开一种智能型DC/AC逆变器,属于逆变器领域,包括信号采样与处理板、功率板、主控板和人机交互板;所述功率板上设有Boost升压电路和全桥逆变电路;所述主控板上设有主控板主控电路和通讯电路;所述信号采样与处理板上设有信号采样处理电路;所述人机交互板上设有键盘、LCD;所述主控板主控电路通过A/D与信号采样处理电路相连,还通过PWM分别与Boost升压电路和全桥逆变电路相连;本发明采用基于DSP2812的数字控制方案解决了现有逆变器控制***稳定性差、产品软件升级困难、通信功能差等不足;采用Boost电路升压方式,不用变压器,体积和重量大大降低,且输入电压范围宽、输出精度及波形质量好。
Description
技术领域
本发明涉及逆变器领域,尤其是一种智能型DC/AC逆变器。
背景技术
目前大部分逆变器均使用性能较低的主控芯片,采用变压器升压方式,因而存在输入直流电压范围窄、输出电压精度低、输出波形差、转换效率不高、体积大、***可靠性低、调试维护困难、器件易老化、易受环境影响产生温漂、控制***稳定性差、制造成本高、产品软件升级困难以及监控通信功能有限等缺点,不能满足社会发展的要求。
发明内容
本发明技术任务是针对上述技术中不足,提供一种智能型DC/AC逆变器。
本发明解决技术问题所采用技术方案是:包括信号采样与处理板、功率板、主控板和人机交互板。所述功率板上设有输入滤波电路、输出滤波电路,输入滤波电路、输出滤波电路间连有Boost升压电路和全桥逆变电路;所述主控板上设有主控板主控电路和通讯电路;所述信号采样与处理板上设有信号采样处理电路,该信号采样处理电路包括电压采样处理电路和电流采样处理电路;所述人机交互板上设有键盘、LCD、指示灯。所述主控板主控电路通过A/D分别与电压和电流采样处理电路相连,同时所述主控板主控电路还通过PWM分别与Boost升压电路和全桥逆变电路相连。
所述Boost电路和全桥逆变电路上还设有过热保护电路,过热保护采用热敏电阻检测逆变器功率器件的温度,使得随着温度的升高风扇转速越来越快,当逆变器不工作时风扇停转,降低损耗。
所述通讯电路上设有CAN现场总线和RS485通讯电路,其中RS485、CAN总线通讯可以将逆变器的数据上传到PC机等上位机,可以实现运行数据检测和遥控;同时CAN通讯还可以将一组逆变器组网,以实现大功率输出。
本发明所能带来的有益效果是:
(1)功能齐全。采用DSP 2812芯片,数字控制方式,易于维护、可升级软件、控制精度高、实时性好,提高了***的可靠性,同时本发明具有三种工作模式,即:①正常工作模式,②管理员模式,③睡眠模式,其中睡眠模式是指关闭输出及显示,使逆变器工作处于最低功耗状态;管理员模式只有通过口令才可以修改一些重要的参数,例如输出电压幅值、输出频率等等,实现输出可调节,即输出可以是交流或直流,输出幅值、频率和波形都可以通过设置改变,这些功能可以满足各种用电设备的要求;
(2)本发明采用先Boost电路升压,后全桥逆变的方式,由于没有变压器的存在,大大降低了逆变器的体积和重量,外形美观、体积小;
(3)通讯功能强,能够实现运行数据检测与遥控等功能,还可以将一组逆变器组网,实现大功率输出;
(4)良好的可视化界面,采用液晶显示逆变器运行时各个电路参数,直观性更好。
附图说明
图1为本发明的原理结构框图;
图2为功率板主电路原理图;
图3为主控板主控电路原理图;
图4为主控板通讯电路原理图;
图5为信号采样处理电路原理图;
图6为功率器件自动作保护关系图;
图7为人机交互板电路原理图。
具体实施方式
下面结合附图,对本发明做以下详细说明:
如图1所示,智能型DC/AC逆变器,包括信号采样与处理板、功率板、主控板和人机交互板。所述功率板上设有输入滤波电路、输出滤波电路,输入滤波电路、输出滤波电路间连有Boost升压电路和全桥逆变电路;所述主控板上设有主控板主控电路和通讯电路;所述信号采样与处理板上设有信号采样处理电路,该信号采样处理电路包括电压采样处理电路和电流采样处理电路;所述人机交互板上设有键盘、LCD、指示灯。所述主控板主控电路通过A/D分别与电压和电流采样处理电路相连,同时所述主控板主控电路还通过PWM分别与Boost升压电路和全桥逆变电路相连。
图2为功率板主电路原理图,直流电压经过输入滤波电路滤波后,通过Boost电路升压,变为幅值稳定的电压,然后通过全桥逆变电路实现直流/交流的逆变。所述Boost电路和全桥逆变电路上还设有过热保护电路,过热保护采用热敏电阻检测逆变器功率器件的温度,随着温度的升高风扇转速越来越快,当逆变器不工作时停止风扇转动,降低损耗。本发明采用Boost电路升压的方式,由于不需要变压器,大大降低了逆变器的体积和重量;本发明采用智能功率模块IPM进行直流/交流的逆变,IPM模块具有卓越的自保护功能,集电力半导体器件、驱动电路、保护、检测电路于一身,具有功率齐全、体积小、使用可靠等优点。
图3为主控板主控电路原理图。主控板主控电路主要包括快速高效的DSP控制器(TMS320F2812)、外扩存储器RAM芯片IS61LV51216。图中,JP1为编程接口,可以通过该接口在出厂后方便地进行***程序的更新。主控板主控电路为主控板的核心部件,它负责采集信号采样与处理板传来的各路模拟信号,并进行数据处理,根据需要实时改变输出PWM脉冲的宽度,进而改变输出电压的幅值和频率,同时为显示提供必要的内、外部信息,通过显示电路将逆变器的运行参数实时的显示出来,并接收显示模块、通讯模块的指令,按照要求进行信息传输、控制等。
图4为主控板通讯电路原理图。所述通讯电路上设有CAN现场总线电路和RS485通讯电路,其中RS485、CAN总线通讯可以将逆变器的数据上传到PC机等上位机,可以实现运行数据检测和遥控;同时CAN通讯还可以将一组逆变器组网,以实现大功率输出。
图5为信号采样处理电路原理图。本发明主要对逆变器的输入电压、Boost电路输出电压、交流输出电压以及交流输出电流进行采样。逆变器输入电压和Boost电路输出电压都为直流电压,本发明中采用了直流分压的方式进行采样,然后经过电压跟随器接入DSP2812的A/D输入端。另外,本发明采用了电压互感器对输出交流电压进行采样,然后经过放大电路转换成电压信号,再经过运放零点偏置电路后进入DSP2812A/D输入端。交流电流采样和交流电压采样几乎一样,唯一不同的是它采用的是电流互感器。
图6为功率器件自动作保护关系图。如图所示,包括直流侧过压保护、直流侧欠压保护、交流侧过载保护和短路保护,都可以通过逆变器自身的DSP和功率器件实现。当出现直流侧欠压、直流侧过压、输出过载以及输出短路四种故障之一时,主控板主控电路禁止PWM脉冲输出,使功率器件关断,从而达到保护逆变器的目的。
图7为人机交互板电路原理图,包括键盘、指示灯、LCD等。显示模块与主控板主控电路之间采用TTL电平进行通讯,无需任何通讯收发器芯片,简单可靠。
综上所述,本发明采用DSP 2812芯片,控制***的性能大大提高,易于维护、软件可升级、控制精度高、实时性好,提高了***的可靠性,同时输出可调节,即输出可以是交流或直流,输出频率、幅值和波形都可以通过设置改变。本发明设有三种工作模式:①正常工作模式,②管理员模式,③睡眠模式。这些功能可以满足各种用电设备的要求。
同时本发明采用先Boost电路升压,然后全桥逆变的方式,由于没有变压器的存在,大大降低了逆变器的体积和重量,外形美观、体积小,且输入电压范围宽、输出精度好、波形质量好。另外本发明通讯功能强,能够实现运行数据检测与遥控等功能,还可以将一组逆变器组网,实现大功率输出,另外采用了LED+LCD显示逆变器运行时各个电路参数,形成良好的可视化界面,直观性更好。
Claims (3)
1.一种智能型DC/AC逆变器,其特征在于:包括信号采样与处理板、功率板、主控板和人机交互板,所述功率板上设有输入滤波电路、输出滤波电路,所述输入滤波电路、输出滤波电路间连有Boost升压电路和全桥逆变电路;所述主控板上设有主控板主控电路和通讯电路;所述信号采样与处理板上设有信号采样处理电路;所述人机交互板上设有键盘、LCD、指示灯;所述主控板主控电路通过A/D分别与信号采样处理电路相连,同时所述主控板主控电路还通过PWM分别与Boost升压电路和全桥逆变电路相连。
2.根据权利要求1所述的智能型DC/AC逆变器,其特征在于:所述Boost升压电路和全桥逆变电路上还设有过热保护电路。
3.根据权利要求1所述的智能型DC/AC逆变器,其特征在于:所述通讯电路上设有CAN现场总线通讯电路和RS485通讯电路。
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C10 | Entry into substantive examination | ||
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C02 | Deemed withdrawal of patent application after publication (patent law 2001) | ||
WD01 | Invention patent application deemed withdrawn after publication |
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