[实用新型]一种正弦波逆变电源的隔离抗直流偏磁电路

说明书

技术领域

本实用新型电路涉及一种正弦波逆变电源中的隔离抗直流偏磁电路。

背景技术

在正弦波逆变电源或不间断电源(UPS)中，广泛采用全桥逆变电路，控制方法则采用正弦波与三角波比较的SPWM调制法。由于电路中各种元气件的差异因素的影响，全桥逆变器输出电压中不可避免的含有直流分量。由于这种直流分量的存在，会使逆变桥后所带的工频变压器产生直流偏磁，严重时造成变压器饱和，引起电路工作不稳定甚至烧毁功率器件。所以，抗直流偏磁是正弦波逆变电源或不间断电源UPS的安全工作的关键问题之一。

为了防止偏磁饱和现象的产生，人们在应用全桥电路时常采用如下措施：使用抗偏磁能力强的变压器；在变压器原边串联隔直电容；调整驱动脉冲死区，尽量选用特性一致的开关管。以上措施，只能减弱直流偏磁产生的危害而不能从根本上消除直流偏磁。只有采用一种抗直流偏磁的电路来解决这个问题，才能有效的防止直流偏磁的产生。

传统的解决正弦波逆变电源和不间断电源中工频变压器直流偏磁办法有三种调节方法：电位器手动调整法、变压器原边电流反馈调整法和变压器原边电压调整法调整法，(1)电位器手动调整法，加入正弦信号波中的直流调整量的大小是通过电位器手动调节的。该方法的优点是电路结构简单，缺点是每台设备都需要手动进行调节，调试过程非常麻烦。而且，调整好的设备一旦工作状态改变或电路参数漂移，有可能会产生新的直流偏磁而需要重新进行调整。(2)变压器原边电流反馈法，一旦变压器出现直流偏磁饱和现象，将会在变压器原边中产生很大的直流电流分量，利用此信息可实现变压器直流偏磁的自动调整。将变压器原边电流作为反馈引入控制电路，通过低通滤波器滤去其中的交流成分而取出其中的直流信息。然后，经过PI调节，自动获得所需的调整电压ua。该方法的优点是实现了直流偏磁的自动调节，在各工作点均能很好地起到抗直流偏磁的功能。缺点是控制电路复杂，如果参数选择不合适，容易造成整个控制环的振荡；引入电流传感器，增加了电路的成本。(3)检测变压器原边绕组端的电压，这个电压为高频的SPWM信号，不能直接用来作为控制直流抗偏磁电路的信号，需要经过低通滤波后经过PI调节，获得所需的调整电压，此方法和变压器原边电流反馈法相似，这种方法只要参数设计得恰当控制的效果会更好，不容易产生电路控制环的振荡。

在很多的实际应用中需要将全桥逆变器的两个桥壁的中点的信号和控制信号隔离，即工频变压器的原边的两个输入端，否则设备不能进行正常工作，比如在多台正弦波逆变电源或不间断电源并联工作的时候，就需要将每台全桥逆变器的两个桥壁的中点的信号和控制信号隔离，否则，在两台并联或多台并联工作时，就相当与将两台或多台不间断电源工频变压器的原边连在一起，这样就没法正常并机工作。所以要使在这种情况下能够正常并机工作，就必须将每台不间断电源在进行抗偏磁电路设计时就要采用隔离的方式进行信号采集处理.

传统信号隔离就用光耦直接隔离使用，这样在上述的案例中直接用光耦作为信号隔离使用的效果不是很理想。因为正弦波逆变电源和不间断电源所带工频变压器的原边信号非常弱，光耦的原边发光二极管的线性工作区是在1.5V左右的这个范围内输出电流和输出电流变化成正比，所以直接使用很难能让光耦正常工作在线性工作区，这样经过光耦隔离后的直流偏磁信号就会严重失真，通过这个失真了的直流偏磁信号去解决正弦波逆变电源和不间断电源中工频变压器偏磁，那就肯定效果是很差的，有的就达不到纠正工频变压器偏磁功能。

实用新型内容

本实用新型针对现有技术中的不足，提出了一种简单、方便的电路改进，实现隔离抗直流偏磁电路的效果。

本实用新型是通过下述技术方案得以实现的：