[实用新型]应用展频调制方式的静变电源

说明书

技术领域

本实用新型涉及静变电源领域，具体是一种应用展频调制方式的静变电源。

背景技术

逆变电路是PWM控制技术最为重要的应用场合。

SPWM(Sinusoidal PWM)就是面积等效原理理论基础，用脉冲宽度按正弦规律变化而和正弦波等效的PWM波形即SPWM波形控制逆变电路中开关器件的通断，使其输出的脉冲电压的面积与所希望输出的正弦波在相应区间内的面积相等，通过改变调制波的幅值则可调节逆变电路输出电压的幅值。该方法的实现有以下几种方案。

1.1  等面积法：此方法是以SPWM控制的基本原理为出发点，可以准确地计算出各开关器件的通断时刻，其所得的的波形很接近正弦波，但其存在计算繁琐、数据占用内存大、不能实时控制的缺点。

1.2  硬件调制法：实现方法简单，可以用模拟电路构成三角波载波和正弦调制波发生电路，用比较器来确定它们的交点，在交点时刻对开关器件的通断进行控制，就可以生成SPWM波，死区时间也可以很容易得到。但是，这种模拟电路难以实现精确的控制。

1.3  软件生成法：鉴于软件的复杂程度与可靠性的设计以及单片机的限制，软件生成法的实现难度较大。

现在大部分公司采用单极性倍频调制方式的硬件脉宽调制法生成SPWM波形：其特点是输出SPWM波的脉动频率是单极性的两倍，而开关频率与单极性调制是不变的。

在解决静变电源EMC的问题时，普通SPWM逆变方式的静变电源由于使用单一频率的载波都会遇到以下几个难点：

1)低频段传导发射、辐射发射超标严重，尤其在开关频率的倍频频点处，存在明显的尖峰，而在中高频段远离限值；

2)从电磁兼容角度考虑，脉冲的前沿越陡峭或脉冲的重复频率越高，则脉冲包含的高频能量越大，而原先载波生成方式是固定频率的方波经RC滤波形成，方波的上升沿较陡，重复频率高，因此载波生成部分电路所包含的高频能量很大。

发明内容

针对上述的问题，本实用新型提供了一种在静变电源上应用展频技术，即通过展频调制器调节系统的载波频率的新型的静变电源。

在静变电源上应用展频技术，即通过展频调制器(spread spectrummodulator)调节系统的载波频率，以其为中心，并在设定好的频带范围内高低游移延展。例如：以10KHz为中心频率(center frequency)，把频率延展范围(frequency spread)定为±20％。而在频率以随机数随机(randomly)的方式动作下，其实际的载波频率就会在这个范围中乎高乎低，其测得的噪声与干扰的峰值大幅减少，其原因在于，这些能量被分散到整个展频频带范围里了。

针对载波生成电路所包含的高频能量提出的解决方案是：使用数字+模拟的方式实现展频方式的SPWM，将频率不同的三角波存储在波表中，工作时将三角波波表中的数据经DA转换，生成所需的等腰三角波。

这种应用展频调制方式的静变电源包括：一三角波波表数据存储器IC32以及由一高速电流型双极性DA转换器IC26和运放组成的DA转换电路，所述高速电流型双极性DA转换器IC26还连接有稳压源电路。

所述DA转换电路包括一高速电流型双极性DA转换器IC26以及两个运算放大器IC21AA、IC21CC，一个运算放大器IC21A的输出1脚通过一电阻R1连接到另一运算放大器IC21C的反相输入端9脚；其中，高速电流型双极性DA转换器IC26的引脚1连接到运算放大器IC21C的9脚，其引脚2连接到运算放大器IC21A的反相输入端2脚，其引脚16连接到运算放大器IC21C的8脚；所述运算放大器IC21A的反相输入端2脚通过并联的电阻R5和电容C2连接到其输出端1脚；运算放大器IC21C的反相输入端9脚和输出端8脚通过电容C1连接。电容C1、C2起到防止高速运放IC21A、IC21C自激的作用。

所述稳压源电路包括一基准源TL431以及三个电阻R2、R3、R4。稳压源作为IC26的基准，该基准确保三角波的幅值始终略高于正弦波的幅值，保证逆变电路的安全。

展频调制方式在静变电源上的应用，大大降低了静变电源在EMC性能试验过程中低频段的传导发射、辐射发射指标，采用波表法直接生成载波的方式消除了原先方波所产生的高频分量，对降低辐射发射作用较大；同时由于降低了总的开关频率，既降低了总的开关损耗，又降低了IGBT开关过程中产生的电磁干扰。