[发明专利]单极正弦脉冲宽度调制（SPWM）逆变器

说明书

技术领域

本发明涉及一种逆变器及其交流电压采样电路，更具体而言涉及一种用于单极SPWM调制逆变器的交流电压采样电路。

背景技术

目前，在现有的技术中，逆变器的交流输出电压采样电路，多用采样变压器或线性光耦或隔离放大器，等于将控制电路和输出隔离，以防止采样所带来的直通危险。但这样的代价是提高了采样电路的成本，而且会造成精度的误差。

文件1：“电压隔离采样装置”(CN200520135499.3，保定天威集团有限公司)披露了一种采用隔离变压器的采样电路。该采样电路由采样变压器隔离加信号调理电路组成，这类采样电路的电原理图如图1所示，它也是逆变电源采样最多采样电路之一，图中Q1、Q2、Q3、Q4与L3、C1组成逆变器的主电路输出正弦波电压，输出正弦波电压经采样变压器T1隔离降压，采样变压器的副边接整流桥D1，整流桥D1输出的馒头波经电阻R1、R2分压后得到采样电压。这种采样电路为目前业界所使用的主流结构，其具有精度高的优点，能适用于大多数应用场合，但体积大、成本高，而且由于存在整流桥在低压采样应用中有一定的局限性。

文献2：“一种对220V交流电压的采样电路”(CN03222949.6(华南理工大学)公开了一种光耦隔离型的采样电路，该采样电路由光耦、稳压管、电容组成，这类采样电路的电原理图如图2所示，同上，图中Q1、Q2、Q3、Q4与L3、C1组成逆变器的主电路输出正弦波电压，输出正弦波电压，输出正弦波电压经整流器D2整流，整流后的电压接至由R1、R2、R3、R4、C2、光耦V1，稳压管ZD1(TL431)组成信号调理电路，其中R3、C2为与ZD1组成PI调节器，R1、R2组成输出电压分压电路与ZD1的基准2.5V比较，输出电压升高，光耦源边电流增加，输出电压减小，光耦源边电流减小。这样光耦副边与输出电压大小成比例的电流经R5转变成采样电压，该采样电路由需高压整流桥，光耦、稳压管、电阻、电容等组成，这个电路仅能采样交流电压的幅值，而相位、谐波等信息均丢失，精度不高，而成本稍高。

文献3：“LEM闭环传感器在信号采样中的应用”(电子元器件应用，Vo1.9NO.10，2007年10月，广东工业大学)给出了利用霍尔元件采样的例子，采样电路由霍尔元件构成，这类采样电路的电原理图如图3所示，图中Q1、Q2、Q3、Q4与L3、C1组成逆变器的主电路输出正弦波电压，输出正弦波霍尔电压传感器隔离降压，霍尔电压传感器的副边接整流桥D1，整流桥D1输出的馒头波经电阻R1、R2分压后得到采样电压。相比上述两种采样电路，该电路精度最高，但霍尔传感器需外加辅助电源，结构复杂，同时成本也是最高。

发明内容

本发明的目的在于克服现有交流电压采样电路结构复杂，难以进一步降低体积和重量，以及高成本、精度误差大等缺点，而提出一种适用于单极SPWM调制逆变器及其采样电路，该采样电路去除了常规采样电路的隔离环节，采用简单的电阻分压采样，并且具有精度高、成本低的优点。

本发明的目的是克服现有交流电压采样电路的高成本、精度误差大的缺点，本发明提出一种适用于单极SPWM调制逆变器的电压采样电路，该采样电路去除了常规采样电路的隔离环节，采用简单的电阻分压采样，并且具有精度高、成本低的优点。

有鉴于此，本发明解决其技术问题所采用的技术方案是提供一种单极正弦脉冲宽度调制(SPWM)逆变器，包括：单极SPWM调制电路(120)，用于产生SPWM驱动脉冲，以驱动功率变换电路(130)；功率变换电路(130)，用于在所述单极SPWM调制电路(120)的驱动下，将直流输入电源逆变成交流电输出；以及电阻分压采样电路(110)，用来采集所述功率变换电路(130)输出的交流电压，通过电阻分压以输出与所述功率变换电路(130)的交流输出电压成一定比例的电压信号，供用户使用。

根据本发明的优选实施例，所述单极SPWM调制电路(120)产生的SPWM驱动脉冲驱动功率变换电路(130)输出的交流电是正弦交流输出。

根据本发明的优选实施例，所述单极SPWM调制电路(120)生成的SPWM驱动脉冲分别驱动第一逆变桥臂(Q1、Q3)和第二逆变桥臂(Q2、Q4)，所述SPWM驱动脉冲由第一逆变桥臂(Q1、Q3)和第二逆变桥臂(Q2、Q4)放大后，然后经滤波电路(L3，C1)滤波后产生正弦交流输出给所述电阻采样电路(110)。

根据本发明的优选实施例，所述电阻分压采样电路(110)为Y型电阻分压采样电路，由Y型连接的三个支路构成。