CN207994949U - 一种逆变电路 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种逆变电路，包括DC输入端、DC‑DC升压电路、DC‑AC逆变电路、AC输出端、第一供电电路、第一主控单元、第二主控单元、反馈电路和采样单元，本实用新型的逆变电路为前级升压控制部分(DC‑DC升压电路)和后级逆变控制部分(DC‑AC逆变电路)同时具备前后级相互通讯能力(第一供电电路、第一主控单元、第二主控单元、反馈电路和采样单元)的控制电路架构，利用采样单元、第一主控单元、第二主控单元和反馈电路，实现闭环反馈调节，使逆变电路在异常情况下仍然可以更好而有效的工作，提高了逆变电路的安全性和可靠性，保障使用者和设备的安全。

Description

一种逆变电路

技术领域

本实用新型涉及逆变器领域，尤其是一种逆变电路。

背景技术

由于市场上各种低压直流电源的兴起，同时，越来越多的逆变器电源逐步涌现。然而，非隔离逆变器电源在控制异常的情况下，容易对使用者造成危害或对逆变器设备本身造成损坏，所以逆变器电源的安全可靠性是每个使用者所关注的重点。

实用新型内容

为了解决上述技术问题，本实用新型的目的是提供一种逆变电路，用于提高逆变电路的安全性，保障使用者和设备的安全。

本实用新型所采用的技术方案是：一种逆变电路，包括DC输入端、DC-DC升压电路、DC-AC逆变电路、AC输出端、第一供电电路、第一主控单元、第二主控单元、反馈电路和采样单元，所述采样单元用于采样DC-AC逆变电路的输出信号；所述DC输入端分别与DC-DC升压电路的输入端、第一供电电路的输入端连接，所述DC-DC升压电路的输出端与DC-AC逆变电路的输入端连接，所述DC-AC逆变电路的输出端分别与AC输出端、采样单元的输入端连接，所述采样单元的输出端与第二主控单元的输入端连接，所述第二主控单元的输出端分别与DC-AC逆变电路的输入端、反馈电路的输入端连接，所述反馈电路的输出端与第一主控单元的输入端连接，所述第一供电电路的输出端与第一主控单元的输入端连接，所述第一主控单元的输出端与DC-DC升压电路的输入端连接。

进一步地，所述逆变电路还包括DC-DC降压电路和DC输出端，所述DC输入端与DC-DC降压电路的输入端连接，所述DC-DC降压电路的输出端与DC输出端连接。

进一步地，所述逆变电路还包括USB识别电路，所述USB识别电路与DC输出端连接。

进一步地，所述逆变电路还包括第二供电电路，所述DC-DC升压电路的输出端与第二供电电路的输入端连接，所述第二供电电路的输出端与第二主控单元的输入端连接。

进一步地，所述第一主控单元包括第一主控电路、升压驱动电路和第一频率设定电路，所述第一频率设定电路的输出端、反馈电路的输出端均与第一主控电路的输入端连接，所述第一主控电路的输出端与升压驱动电路的输入端连接，所述升压驱动电路的输出端与DC-DC升压电路的输入端连接。

进一步地，所述第一主控单元还包括第一温度检测电路和风扇控制电路，所述第一温度检测电路的输出端与第一主控电路的输入端连接，所述第一主控电路的输出端与风扇控制电路的输入端连接。

进一步地，所述第一主控单元还包括输入电压检测电路，所述输入电压检测电路用于检测输入第一主控单元的电压大小，所述输入电压检测电路的输出端与第一主控电路的输入端连接。

进一步地，所述第一主控单元还包括状态指示电路，所述第一主控电路的输出端与状态指示电路的输入端连接。

进一步地，所述第二主控单元包括第二主控电路、全桥驱动电路、输出电压设定电路和输出频率设定电路，所述采样单元的输出端、输出电压设定电路的输出端、输出频率设定电路的输出端均与第二主控电路的输入端连接，所述第二主控电路的输出端分别与全桥驱动电路的输入端、反馈电路的输入端连接，所述全桥驱动电路的输出端与DC-AC逆变电路的输入端连接。

进一步地，所述第二主控单元还包括第二温度检测电路，所述第二温度检测电路的输出端与第二主控电路的输入端连接。

进一步地，所述采样单元包括输出电流检测电路，所述输出电流检测电路用于采样DC-AC逆变电路的输出电流大小，所述输出电流检测电路的输出端与第二主控电路的输入端连接。

进一步地，所述第二主控单元还包括输出短路控制电路，所述输出电流检测电路的输出端与输出短路控制电路的输入端连接，所述输出短路控制电路的输出端与第二主控电路的输入端连接。

进一步地，所述采样单元包括输出电压检测电路，所述输出电压检测电路用于采样DC-DC升压电路的输出电压大小，所述输出电压检测电路的输出端与第二主控电路的输入端连接。

本实用新型的有益效果是：

本实用新型一种逆变电路，利用DC输入端、DC-DC升压电路、DC-AC逆变电路、AC输出端、第一供电电路、第一主控单元、第二主控单元、反馈电路和采样单元，其中，采样单元用于采样DC-AC逆变电路的输出信号；DC输入端分别与DC-DC升压电路的输入端、第一供电电路的输入端连接，DC-DC升压电路的输出端与DC-AC逆变电路的输入端连接，DC-AC逆变电路的输出端分别与AC输出端、采样单元的输入端连接，采样单元的输出端与第二主控单元的输入端连接，第二主控单元的输出端分别与DC-AC逆变电路的输入端、反馈电路的输入端连接，反馈电路的输出端与第一主控单元的输入端连接，第一供电电路的输出端与第一主控单元的输入端连接，第一主控单元的输出端与DC-DC升压电路的输入端连接。提高了逆变电路的安全性，保障使用者和设备的安全。

附图说明

下面结合附图对本实用新型的具体实施方式作进一步说明：

图1是本实用新型一种逆变电路的一具体实施例结构框图；

图2是本实用新型一种逆变电路的DC输入端、DC-DC升压电路、第一供电电路和第二供电电路的一具体实施例电路原理图；

图3是本实用新型一种逆变电路的第一主控单元的一具体实施例电路原理图；

图4是本实用新型一种逆变电路的第二主控单元的一具体实施例电路原理图；

图5是本实用新型一种逆变电路的采样单元、DC-AC逆变电路和AC输出端的一具体实施例电路原理图；

图6是本实用新型一种逆变电路的DC-DC降压电路、DC输出端和USB识别电路的一具体实施例电路原理图。

具体实施方式

需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

一种逆变电路，参考图1，图1是本实用新型一种逆变电路的一具体实施例结构框图，逆变电路包括DC输入端1、DC-DC升压电路2、DC-AC逆变电路3、AC输出端4、第一供电电路6、第一主控单元10、第二主控单元12、反馈电路11和采样单元8，采样单元8用于采样DC-AC逆变电路3的输出信号；DC输入端1分别与DC-DC升压电路2的输入端、第一供电电路6的输入端连接，DC-DC升压电路2的输出端与DC-AC逆变电路3的输入端连接，DC-AC逆变电路3的输出端分别与AC输出端4、采样单元8的输入端连接，采样单元8的输出端与第二主控单元12的输入端连接，第二主控单元12的输出端分别与DC-AC逆变电路3的输入端、反馈电路11的输入端连接，反馈电路11的输出端与第一主控单元10的输入端连接，第一供电电路6的输出端与第一主控单元10的输入端连接，第一主控单元10的输出端与DC-DC升压电路2的输入端连接。

其中，本实用新型的逆变电路为前级升压控制部分(DC-DC升压电路2)和后级逆变控制部分(DC-AC逆变电路3)同时具备前后级相互通讯能力(第一供电电路6、第一主控单元10、第二主控单元12、反馈电路11和采样单元8)的控制电路架构，利用采样单元、第一主控单元、第二主控单元和反馈电路，实现闭环反馈调节，使逆变电路在异常情况下仍然可以更好而有效的工作，提高了逆变电路的安全性和可靠性，保障使用者和设备的安全。

作为技术方案的进一步改进，参考图1，逆变电路还包括第二供电电路7，DC-DC升压电路2的输出端与第二供电电路7的输入端连接，第二供电电路7的输出端与第二主控单元12的输入端连接。设置第二供电电路7为第二主控单元12提供工作电压。具体地，参考图2，图2是本实用新型一种逆变电路的DC输入端、DC-DC升压电路、第一供电电路和第二供电电路的一具体实施例电路原理图，本实施例中，DC输入端1包括输入直流电源的接口JP1、保险丝F1、二极管D1和极性电容CE1，直流电源经过保险丝F1、二极管D1和极性电容CE1后得到第一直流电DC1，第一直流电DC1输入DC-DC升压电路2和第一供电电路6。DC-DC升压电路2利用变压器T1实现升压处理后得到第二直流电DC2。DC-DC升压电路2的输出端与第二供电电路7的输入端连接，如图2所示，变压器T1的N3绕组经过电阻限流后获得第二直流电压VCC2，第二直流电压VCC2经过第二稳压器IC2处理后得到5V的直流电压+5VB，本实施例中，第二稳压器IC2为78L05三端稳压器，第二直流电压VCC2、5V的直流电压+5VB送入第二主控单元12。最后，第一直流电DC1输入第一供电电路6，经过开关S1之后得到第一直流电压VCC1，第一供电电路6还包括第一稳压器IC1，用于将第一直流电压VCC1转换成5V的直流电压+5VA，本实施例中，第一稳压器IC1可以采用78L05三端稳压器。其中，第一直流电压VCC1、5V的直流电压+5VA送入第一主控单元10。

作为技术方案的进一步改进，第一主控单元包括第一主控电路、升压驱动电路和第一频率设定电路，第一频率设定电路用于设定DC-DC升压电路的工作频率；第一频率设定电路的输出端、反馈电路的输出端均与第一主控电路的输入端连接，第一主控电路的输出端与升压驱动电路的输入端连接，升压驱动电路的输出端与DC-DC升压电路的输入端连接。进一步地，第一主控单元还包括第一温度检测电路和风扇控制电路，第一温度检测电路的输出端与第一主控电路的输入端连接，第一主控电路的输出端与风扇控制电路的输入端连接。第一温度检测电路用于检测DC-DC升压电路的工作温度。

作为技术方案的进一步改进，第一主控单元还包括输入电压检测电路，输入电压检测电路用于检测输入第一主控单元的电压大小，输入电压检测电路的输出端与第一主控电路的输入端连接。进一步地，第一主控单元还包括状态指示电路，第一主控电路的输出端与状态指示电路的输入端连接。参考图3，图3是本实用新型一种逆变电路的第一主控单元的一具体实施例电路原理图，状态指示电路为LED状态指示电路。

参考图1、图2和图3，第一主控电路包括IC3单片机(型号为ESP2811S11)，其作为第一主控单元10的主控中心；第一频率设定电路由分压电阻R57、R60和R61与滤波电容C11进行分压滤波，可通过改变分压电阻的阻值来得到不同的电压信号，并由IC3单片机的内部程序将检测到的电压信号去设定DC-DC升压电路2的开关工作频率，如38KHz、60KHz、90KHz等。第一温度检测电路将由热敏电阻RT1与电阻R58分压并经过电容C12滤波所得到的电压信号与IC3单片机内部程序所设定的温度值进行比较，以判断DC-DC升压电路2的工作温度的高低。当检测到工作温度高于IC3单片机内部程序所设定的温度值时，并由IC3单片机通过FAN1、FAN2端口控制风扇控制电路工作以降低工作温度，风扇控制电路通过接口JP3连接到风扇。另外，输入电压检测电路由分压电阻R59、R62与滤波电容C13进行分压滤波所得到的电压信号，与IC3单片机内部设定的输入过压保护电压和输入欠压关断电压进行比较判断输入电压VCC1的高低。当检测到的输入电压信号在过压或欠压情况下时关闭PWM输出端口OUT1、OUT2，同时打开RED端口关闭GREEN端口并输出到状态指示电路。反馈电路11由反馈信号STOP2通过电阻R9连接到PCI光耦的输入端，再经PC1光耦的输出端通过电阻R3、R6以及滤波电容C3将反馈信号输出到IC3单片机的STOP1端口。当IC3单片机STOP1端口检测到反馈信号后，表明AC输出端出现异常，反馈信号经过第二主控单元12和反馈电路11反馈到第一主控单元10，则IC3单片机关闭PWM输出端口OUT1、OUT2，同时打开RED端口关闭GREEN端口并输出到状态指示电路。

参考图1、图2和图3，具体的工作过程如下：当接通S1开关使第一直流电DC1输入到第一供电电路6，同时第一供电电路6输出电压+5VA和VCC1，并给第一主控单元10提供供电，此时，IC3单片机首先对单片机端口进行自检，自检端口包括HZ1所连接的第一频率设定电路、NTC1所连接的第一温度检测电路、VS所连接的输入电压检测电路以及STOP1所连接反馈电路的反馈信号。在IC3单片机完成自检正常后通过OUT1、OUT2端***替输出高低电平到升压驱动电路，并通过升压驱动电路控制DC-DC升压电路2中M1、M2晶体管的通断，将第一直流电DC1经T1隔离变压器升压并输出到CBB1电容，经D4、D5、D6、D7二极管与CE4电容整流滤波后输出到DC-DC升压电路2的输出端形成第二直流电DC2，达到DC-DC升压控制的目的。

作为技术方案的进一步改进，第二主控单元包括第二主控电路、全桥驱动电路、输出电压设定电路和输出频率设定电路，输出频率设定电路用于设定DC-AC逆变电路的开关工作频率，输出电压设定电路用于设定DC-AC逆变电路的输出电压范围；采样单元的输出端、输出电压设定电路的输出端、输出频率设定电路的输出端均与第二主控电路的输入端连接，第二主控电路的输出端分别与全桥驱动电路的输入端、反馈电路的输入端连接，全桥驱动电路的输出端与DC-AC逆变电路的输入端连接。进一步地，第二主控单元还包括第二温度检测电路，第二温度检测电路的输出端与第二主控电路的输入端连接。第二温度检测电路用于检测DC-AC逆变电路的工作温度。

作为技术方案的进一步改进，采样单元包括输出电流检测电路，输出电流检测电路用于采样DC-AC逆变电路的输出电流大小，输出电流检测电路的输出端与第二主控电路的输入端连接。采样单元包括输出电压检测电路，输出电压检测电路用于采样DC-DC升压电路的输出电压大小，输出电压检测电路的输出端与第二主控电路的输入端连接。进一步地，第二主控单元还包括输出短路控制电路，输出电流检测电路的输出端与输出短路控制电路的输入端连接，输出短路控制电路的输出端与第二主控电路的输入端连接。

具体地，参考图1和图4，图4是本实用新型一种逆变电路的第二主控单元的一具体实施例电路原理图；第二主控电路包括IC4单片机(型号为ESP2811S11)，其作为第二主控单元12的主控中心；第二温度检测电路将由热敏电阻RT2与电阻R99分压并经过滤波电容C17所得到的电压信号与IC4单片机内部程序所设定的温度值进行对比，以判断DC-AC逆变电路的工作温度的高低。当检测到工作温度高于IC4单片机内部程序所设定的温度值时，并由IC4单片机STOP2端口输出电压信号输出到反馈电路11的输入端。另外，输出频率设定电路由分压电阻R95和R96构成，通过改变分压电阻的阻值以得到不同电压的电压信号，并由单片机内部程序来设定DC-AC逆变电路的开关工作频率，如50Hz、60Hz等。而输出电压设定电路由分压电阻R97、R98进行分压，同时可通过改变分压电阻的阻值以得到不同的电压信号SV来设定AC输出的电压范围，如110V、220V等。参考图5，图5是本实用新型一种逆变电路的采样单元、DC-AC逆变电路和AC输出端的一具体实施例电路原理图；输出电流检测电路由电流取样电阻R20、R21和R22并联组成，并通过采样电阻R24、R25、R26和R27与电容C8分压滤波得到输出电流采样信号IS1，IC4单片机内部程序根据检测到输出电流采样信号IS1与内部程序设定的过流信号作比较来判断AC输出端是否过流，同时改变采样电阻R24、R25、R26、R27的分压比可调节AC输出端的最大过流点。输出短路控制电路由IS2输入的电流采样信号控制Q18三极管再通过电阻R79、R82控制Q15三极管的通断，并输出短路信号OC至IC4单片机，IC4单片机内部程序根据检测到的短路信号OC内部中断响应并关断OUT3、OUT4输出端，同时STOP2端口输出电压信号到反馈电路的输入端。最后，输出电压检测电路由电阻R14、R15、R16、R17、R18与C5电容进行分压滤波并得到输出电压信号VF，IC4单片机内部程序根据检测到输出电压信号VF值来判断DC-DC升压电路输出的电压值。

参考图1至图5，在第一主控电路工作正常后T1隔离升压变压器的N3绕组为第二供电电路提供能量，经D3二极管、极性电容CE2、CE3整流滤波成第二直流电压VCC2输出到IC2三端稳压器(78L05)，此时，第二供电电路7输出第二直流电压VCC2和直流电压+5VB给第二主控单元12提供供电，此时，IC4单片机首先对单片机端口进行自检，自检端口包括VF所连接的输出电压检测电路、NTC2所连接的第二温度检测电路、HZ2所连接的输出频率设定电路、SV所连接的输出电压设定电路、IS1所连接的输出电流检测电路以及OC所连接的输出短路控制电路；在单片机IC4完成自检正常后通过OUT3、OUT4引脚交替输出高低电平输出到全桥驱动电路，并通过全桥驱动电路控制DC-AC逆变电路3中M3、M4、M5、M6晶体管的通断，输出L、N交流信号到AC输出端4，达到DC-AC逆变控制的目的。

作为技术方案的进一步改进，参考图1，逆变电路还包括DC-DC降压电路5和DC输出端9，DC输入端1与DC-DC降压电路5的输入端连接，DC-DC降压电路5的输出端与DC输出端9连接。进一步地，逆变电路还包括USB识别电路，USB识别电路与DC输出端9连接。参考图6，图6是本实用新型一种逆变电路的DC-DC降压电路、DC输出端和USB识别电路的一具体实施例电路原理图，本实施例中，DC输出端9为双USB接口，将第一直流电DC1输入到DC-DC降压电路5的输入端，DC-DC降压电路5包括IC6(型号：CRE8365B)主芯片与双MOS集成芯片IC5(型号：CRE4606B)、降压电感L1以及滤波电容CE6。同时IC6主芯片还包括双路USB输出电流检测CS1、CS2，可以同时检测到DC输出端9的双路USB的电流信号。USB识别电路13包括识别芯片IC7(型号：LT8022)，构成双路USB识别电路，当USB端口接入充电设备时可达到自动识别充电的目的。

以上是对本实用新型的较佳实施进行了具体说明，但本发明创造并不限于所述实施例，熟悉本领域的技术人员在不违背本实用新型精神的前提下还可做出种种的等同变形或替换，这些等同的变形或替换均包含在本申请权利要求所限定的范围内。

Claims (13)

1.一种逆变电路，其特征在于，包括DC输入端、DC-DC升压电路、DC-AC逆变电路、AC输出端、第一供电电路、第一主控单元、第二主控单元、反馈电路和采样单元，所述采样单元用于采样DC-AC逆变电路的输出信号；所述DC输入端分别与DC-DC升压电路的输入端、第一供电电路的输入端连接，所述DC-DC升压电路的输出端与DC-AC逆变电路的输入端连接，所述DC-AC逆变电路的输出端分别与AC输出端、采样单元的输入端连接，所述采样单元的输出端与第二主控单元的输入端连接，所述第二主控单元的输出端分别与DC-AC逆变电路的输入端、反馈电路的输入端连接，所述反馈电路的输出端与第一主控单元的输入端连接，所述第一供电电路的输出端与第一主控单元的输入端连接，所述第一主控单元的输出端与DC-DC升压电路的输入端连接。

2.根据权利要求1所述的逆变电路，其特征在于，所述逆变电路还包括DC-DC降压电路和DC输出端，所述DC输入端与DC-DC降压电路的输入端连接，所述DC-DC降压电路的输出端与DC输出端连接。

3.根据权利要求2所述的逆变电路，其特征在于，所述逆变电路还包括USB识别电路，所述USB识别电路与DC输出端连接。

4.根据权利要求1至3任一项所述的逆变电路，其特征在于，所述逆变电路还包括第二供电电路，所述DC-DC升压电路的输出端与第二供电电路的输入端连接，所述第二供电电路的输出端与第二主控单元的输入端连接。

5.根据权利要求1至3任一项所述的逆变电路，其特征在于，所述第一主控单元包括第一主控电路、升压驱动电路和第一频率设定电路，所述第一频率设定电路的输出端、反馈电路的输出端均与第一主控电路的输入端连接，所述第一主控电路的输出端与升压驱动电路的输入端连接，所述升压驱动电路的输出端与DC-DC升压电路的输入端连接。

6.根据权利要求5所述的逆变电路，其特征在于，所述第一主控单元还包括第一温度检测电路和风扇控制电路，所述第一温度检测电路的输出端与第一主控电路的输入端连接，所述第一主控电路的输出端与风扇控制电路的输入端连接。

7.根据权利要求5所述的逆变电路，其特征在于，所述第一主控单元还包括输入电压检测电路，所述输入电压检测电路用于检测输入第一主控单元的电压大小，所述输入电压检测电路的输出端与第一主控电路的输入端连接。

8.根据权利要求7所述的逆变电路，其特征在于，所述第一主控单元还包括状态指示电路，所述第一主控电路的输出端与状态指示电路的输入端连接。

9.根据权利要求1至3任一项所述的逆变电路，其特征在于，所述第二主控单元包括第二主控电路、全桥驱动电路、输出电压设定电路和输出频率设定电路，所述采样单元的输出端、输出电压设定电路的输出端、输出频率设定电路的输出端均与第二主控电路的输入端连接，所述第二主控电路的输出端分别与全桥驱动电路的输入端、反馈电路的输入端连接，所述全桥驱动电路的输出端与DC-AC逆变电路的输入端连接。

10.根据权利要求9所述的逆变电路，其特征在于，所述第二主控单元还包括第二温度检测电路，所述第二温度检测电路的输出端与第二主控电路的输入端连接。

11.根据权利要求9所述的逆变电路，其特征在于，所述采样单元包括输出电流检测电路，所述输出电流检测电路用于采样DC-AC逆变电路的输出电流大小，所述输出电流检测电路的输出端与第二主控电路的输入端连接。

12.根据权利要求11所述的逆变电路，其特征在于，所述第二主控单元还包括输出短路控制电路，所述输出电流检测电路的输出端与输出短路控制电路的输入端连接，所述输出短路控制电路的输出端与第二主控电路的输入端连接。

13.根据权利要求9所述的逆变电路，其特征在于，所述采样单元包括输出电压检测电路，所述输出电压检测电路用于采样DC-DC升压电路的输出电压大小，所述输出电压检测电路的输出端与第二主控电路的输入端连接。