[实用新型]多路输出任意波形电压源系统

摘要

本实用新型公开了一种多路输出任意波形的电压源系统，包括输入直流电源、DC‑DC升压电路、全桥逆变电路、控制电路、输出电压采样电路、隔离驱动电路、过零检测以及各种保护电路。本实用新型采用Boost升压和全桥逆变两级结构，利用ARM集成芯片，采用单极性倍频SPWM调制和PI调节，编写程序算法，得到不同的占空比脉冲波，控制开关管导通与关断；得到输入基准波的频率，使输出信号跟踪输入信号，实现效率高、波形质量好、波形种类多、动态响应速度快、幅值和频率的宽范围输出。

主权项

多路输出任意波形的电压源系统，包括输入直流电源、DC‑DC升压电路、全桥逆变电路、ARM控制电路、输出电压采样电路、隔离驱动电路、过零检测以及各种保护电路，其特征是：输入直流电源为24V蓄电池；DC‑DC升压电路包括电感L1、滤波电容C1、二极管D1、开关管VT1、分压电阻R1和R2、采样电阻RS、PWM控制芯片；全桥逆变电路包括开关管VT2～VT5、滤波电感L2、滤波电容C2；控制电路包括ARM控制芯片及外围电路；输出电压采样电路包括采样电阻R3和R4、LM358运放、光耦隔离和电压上移电路；隔离驱动电路包括隔离变压器T1、T2、T3和T4，滤波电容C3、C4、C5、C6、C7、C8、C9和C10；系统由24V蓄电池供电，连接DC‑DC升压电路的电感L1和辅助电源电路，辅助电源产生五路输出电压+3.3V、+5V、‑5V、+12V和‑12V；电感L1接开关管VT1的漏极和二极管D1的正极，二极管D1的负极接滤波电容C1，分压电阻R1和R2串联后接在滤波电容C1两端，将输出电压采样给PWM控制芯片，开关管VT1源极接采样电阻RS，用以检测输入峰值电流，滤波电容C1的负极接地；DC‑DC升压电路输出150V接三路全桥逆变电路的开关管VT2、VT3的漏极，开关管VT2的源极接开关管VT4的漏极和滤波电感L2，开关管VT3的源极接开关管VT5的漏极和滤波电容C2的负极，开关管VT4、VT5的源极接地，滤波电容C2的正极接电感L2的另一端；采样电阻R3和R4串联后接在滤波电容C3两端，分别将采样的输出电压通过LM358运放、光耦隔离、电压上移电路和过零检测电路给ARM控制芯片处理；ARM控制电路由辅助电源供电，产生的可变占空比脉冲传给两个驱动芯片，两个驱动芯片输出互补脉冲分别接电容C4、C8和C6、C9一端，电容C4、C6、C8、C9另一端连接隔离脉冲变压器T1、T2、T3、T4，隔离脉冲变压器T1通过电容C3接开关管VT4栅极，隔离脉冲变压器T2通过电容C5接开关管VT3栅极，隔离脉冲变压器T3通过电容C7接开关管VT5栅极，隔离脉冲变压器T4通过电容C10接开关管VT2栅极，分别将驱动信号隔离传给开关管VT4、VT3、VT5、VT2，控制开关管的导通与关断，从而控制全桥逆变电路的输出电压，实现输出信号与输入信号的频率跟踪以及功率放大，多路电压信号通过GPS模块校时实现同步输出，红外遥控基准输入。