[实用新型]单级SPWM逆变电源电路

说明书

技术领域

本实用新型涉及电学领域的逆变电源电路，尤其是涉及单级SPWM逆变电源电路。

背景技术

在逆变电源领域，SPWM(Sinusoidal PWM)法是一种比较成熟的技术。SPWM法就是以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，通过改变调制波的频率和幅值则可调节逆变电路输出电压的频率和幅值。

传统的逆变电源一般采用双极式SPWM方式，即采用一级PWM方式将直流电压升压到380-400V左右的直流，然后再采用一级SPWM方式，将380V-400V直流斩成220V交流输出。双极SWPM技术的优点在于每一极PWM都是一个独立回路，控制简洁，容易实现。但是两路PWM组合在一起，整个逆变过程控制复杂，反馈响应较慢，需要调节每个回路的动态平衡，整机动态响应不佳，故障点多，而且两级PWM转换导致整机转换效率低，在电气原理上难以实现更高的逆变转换效率。

实用新型内容

为解决上述问题，本实用新型基于目前的双极SPWM模式的缺点，创新性地利用单级SPWM技术实现升压/整形为一体的逆变模式。具体来说，本方式是采用SPWM技术，将直流升压和波形整形合二为一，在一次SPWM过程中，实现升压/整形的逆变电源的全部过程，从而达到控制简洁，响应迅速，转换效率高等独特的技术优点。

本实用新型采用如下技术方案：

本实用新型的单级SPWM逆变电源电路包括：

主控回路，发出基于正弦的数字离散信号，输出连接于基准正弦波电路；

基准正弦波电路，将所述的数字离散信号数模转化成标准基准正弦波，输入连接于主控回路，输出连接于波形比较跟随电路；

波形比较跟随电路，基于基准正弦波波形和逆变输出波形比较反馈的差分信号，控制输出SPWM升压驱动信号，输入连接于基准正弦波电路，输出连接于SPWM驱动控制电路；

SPWM驱动控制电路，将差分脉冲驱动信号送到升压电路的功率管驱动电路上，输入连接于波形比较跟随电路，输出连接于升压电路；

升压电路，将输入的正弦信号电压升压，输入连接于SPWM驱动控制电路，输出连接于整流滤波电路；

整流滤波电路，整流升压电路输出的正弦信号和滤除其中高谱谐波成分，输入连接于升压电路，输出连接于正弦翻转电路；

正弦翻转电路，将正弦波信号负半周翻转后，输出完整的正弦波，输入连接于整流滤波电路。

进一步的，所述的主控回路至少包括：主控DSP芯片，逻辑处理并对SPWM波形控制和外围电路侦测控制，连接于辅助MCU；辅助MCU采样直流信号和控制外围电路及控制显示；锁相环，锁相数字信号运算。

更进一步的，所述的主控回路还包括：显示模块、逐脉冲保护电路、过载保护电路、抗电磁干扰模块，均连接于所述的主控DSP芯片和辅助MCU上。

进一步的，所述的基准正弦波电路至少包括：串联的二阶低通检波电路和正弦波整流电路，所述的二阶低通检波电路滤出模拟的正弦波，再经由所述的正弦波整流电路整流成直流模拟正弦波，输出基准正弦波。

进一步的，所述的波形比较跟随电路包含：比较跟随电路，接收基准正弦波信号和逆变输出波形信号，比较输出至PWM管理模块；PWM管理模块输入端还连接于电流反馈调整电路。

进一步的，所述的升压电路是推挽式升压电路。

更进一步的，所述的推挽式升压电路应用于输出功率1500VA以下。进一步的，所述的升压电路是全桥式升压电路。

更进一步的，所述的全桥式升压电路应用于输出功率2000VA以上。

本实用新型的技术方案采用SPWM技术，将直流升压和波形整形合二为一，在一次SPWM过程中，实现升压/整形的逆变电源的全部过程，从而达到控制简洁，响应迅速，转换效率高等独特的技术优点。

附图说明

图1是本实用新型的主电路原理图；

图2是本实用新型的主控回路原理图；

图3是本实用新型的基准正弦波电路原理图；

图4是本实用新型的波形比较跟随电路原理图；

图5是本实用新型的SPWM驱动控制电路原理图；

图6是本实用新型的全桥式升压电路原理图；

图7是本实用新型的推挽式升压电路原理图；

图8是本实用新型的整流滤波电路原理图；

图9是本实用新型的正弦翻转电路原理图。

具体实施方式