一种线性式三相正弦逆变电源的制作方法

1.本实用新型属于电力电子技术领域，具体涉及一种线性式三相正弦逆变电源。


背景技术：

2.传统的dc
‑
ac三相逆变电源采用正弦脉宽调制spwm技术，该技术通常采用模拟电路法、专用spwm集成电路法或dds/dsp/mcu/cpld等可编程逻辑器件去实现；其中，模拟电路法通过使用比较器，将正弦波和三角波进行比较后，输出占空比随正弦波变化的脉冲方波，作为逆变器开关器件的驱动信号；专用spwm集成电路法采用数字化的大规模集成电路芯片，通常采用sa869、sa838、sle4520等进口芯片；可编程逻辑器件法采用软件编码法生成spwm波形。这三种方法均是先产生spwm方波，然后驱动功率开关管工作，再进行平滑滤波，开关管工作过程中易产生电磁干扰，并且频率稳定度差，三相之间的相位差精度难以控制，难以满足航空仪器仪表和电子设备对供电电源高可靠度和高精度的要求。


技术实现要素：

3.有鉴于此，本实用新型的主要目的在于提供一种线性式三相正弦逆变电源。
4.为达到上述目的，本实用新型的技术方案是这样实现的：
5.本实用新型实施例提供一种线性式三相正弦逆变电源，包括信号产生电路、整形电路、分频电路、驱动电路、信号变换和功率放大电路、升压电路、补偿电路；
6.所述信号产生电路与整形电路连接，用于产生初始信号；
7.所述整形电路的输出端与分频电路连接，用于对初始信号进行整形后，获得4.9152mhz方波；
8.所述分频电路的输出端与驱动电路连接，用于对整形的4.9152mhz方波转换为2.4khz单路方波并且输出到驱动电路；
9.所述驱动电路的输出端与信号变换和功率放大电路，用于将接收的2.4khz单路方波转换为3路400hz正交方波并且输出到信号变换和功率放大电路；
10.所述信号变换和功率放大电路与升压电路和补偿电路连接，用于将3路正交的400hz方波变换成三相400hz、相位差为120
°
的正弦信号，并且输出到升压电路和补偿电路；其中一路输出遥测信号；
11.所述升压电路与用电设备连接，用于三相将400hz、相位差为120
°
的正弦信号进行幅度放大后输出频率为400hz、电压有效值为115v、相位差为120
°
的三相正弦波信号；
12.所述补偿电路与升压电路连接，用于对升压电路的输出电压的相位和失真度进行微调。
13.上述方案中，所述信号产生电路包括第一反相器u1a、第一晶振y1、第一电阻r1、第二电阻r2、第一电容c1、第二电容c2，所述第一反相器u1a的第1、2端经第一电容c1后接地，第3端一路与第二反相器u1b的第5、6端连接，另一路经第二电阻r2、第二电容c2后接地，所述第一晶振y1、第一电阻r1分别并联在第一反相器u1a的第1、2端和第3端之间。
14.上述方案中，所述整形电路包括第二反相器u1b，所述第二反相器u1b的第4端与12分频电路连接，第5、6端与第一反相器u1a的第3端连接。
15.上述方案中，所述分频电路包括分频器u2，所述分频器u2的第10端与第二反相器u1b的第4端连接，第8端接地，第16端接入 12v电源，第14端输出2.4khz的单路方波，第11端接入5v ttl使能信号。
16.上述方案中，所述驱动电路包括第一双d触发器u3a、第二双d触发器u3b、第三双d触发器u3c，所述第一双d触发器u3a的第3端、第二双d触发器u3b的第11端、第三双d触发器u3c的第3端共接信号产生电路，所述第一双d触发器u3a的第1端输出第一路400hz正交方波，第2端与第三双d触发器u3c的第5端连接，第5端与第二双d触发器u3b的第12端连接，第6端接地；所述第二双d触发器u3b的第13端输出第二路400hz正交方波，第9端接第三双d触发器u3c的第2端；所述第三双d触发器u3c的第1端输出第三路400hz正交方波，第6端接地。
17.上述方案中，所述第一双d触发器u3a的第4端、第二双d触发器u3b的第8、10端、第三双d触发器u3c的第4端共接上电复位电路。
18.上述方案中，所述上电复位电路包括第三反相器u1c、第三电阻r3、第四电容c4，所述第三反相器u1c的第10端接驱动电路，第8、9端共接后一路经第四电容c4接地，另一路经第三电阻r3接入 12v电源。
19.与现有技术相比，本实用新型由于信号产生单元采用数字电路、低温漂晶振和数字分频电路，因此输出信号频率精度高，信号变换单元采用有源滤波电路，三相相位差和输出电压幅度可通过有源滤波器外围电路参数进行精准调节，具有三相电压相位差偏差小和平衡度高的优点，另外，由于采用线性拓扑结构，摒弃了开关式拓扑结构高频电磁干扰的缺点。
附图说明
20.此处所说明的附图用来公开对本实用新型的进一步理解，构成本实用新型的一部分，本实用新型的示意性实施例及其说明用于解释本实用新型，并不构成对本实用新型的不当限定。在附图中：
21.图1为本实用新型实施例提供一种线性式三相正弦逆变电源的连接框图；
22.图2为本实用新型实施例提供一种线性式三相正弦逆变电源的电路图。
具体实施方式
23.为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。
24.本实用新型实施例提供一种线性式三相正弦逆变电源，如图1所示，包括信号产生电路、整形电路、分频电路、驱动电路、信号变换和功率放大电路、升压电路、补偿电路；
25.所述信号产生电路与整形电路连接，用于对产生初始信号；
26.所述整形电路的输出端与分频电路连接，用于对初始信号进行整形后，获得4.9152mhz方波；
27.所述分频电路的输出端与驱动电路连接，用于对整形的4.9152mhz方波转换为
2.4khz单路并且输出到驱动电路；
28.所述驱动电路的输出端与信号变换和功率放大电路，用于将接收的2.4khz单路方波转换为3路400hz正交方波并且输出到信号变换和功率放大电路；
29.所述信号变换和功率放大电路一路与升压电路和补偿电路连接，用于将3路400hz正交方波变换成三相400hz、相位差为120
°
的正弦信号，并且输出到升压电路和补偿电路；其中一路输出遥测信号；
30.所述升压电路，用于将三相400hz、相位差为120
°
的正弦信号进行幅度放大后输出频率为400hz、电压有效值为115v、相位差为120
°
的三相正弦波信号；
31.所述补偿电路与升压电路连接，用于对升压电路的输出电压的相位和失真度进行微调。
32.本实用新型将输入的
±
28v直流电源变换为三相400hz 115v交流电源，并具有遥测信号输出和ttl信号控制功能，主要应用于航空仪器和电子设备领域。
33.所述信号产生电路包括第一反相器u1a、第一晶振y1、第一电阻r1、第二电阻r2、第一电容c1、第二电容c2，所述第一反相器u1a的第1、2端经第一电容c1后接地，第3端一路与第二反相器u1b的第5、6端连接，另一路经第二电阻r2、第二电容c2后接地，所述第一晶振y1、第一电阻r1分别并联在第一反相器u1a的第1、2端和第3端之间。
34.所述整形电路包括第二反相器u1b，所述第二反相器u1b的第4端与12分频电路连接，第5、6端与第一反相器u1a的第3端连接。
35.所述12分频电路包括分频器u2，所述分频器u2的第10端与第二反相器u1b的第4端连接，第8端接地，第16端接入 12v电源，第14端输出2.4khz的单路方波，第11端接入5v ttl使能信号。
36.在所述5v ttl使能信号为高电平时，4.9152mhz方波经分频器u2后，输出2.4khz的单路方波。
37.所述驱动电路包括第一双d触发器u3a、第二双d触发器u3b、第三双d触发器u3c，所述第一双d触发器u3a的第3端、第二双d触发器u3b的第11端、第三双d触发器u3c的第3端共接信号产生电路，所述第一双d触发器u3a的第1端输出第一路400hz正交方波，第2端与第三双d触发器u3c的第5端连接，第5端与第二双d触发器u3b的第12端连接，第6端接地；所述第二双d触发器u3b的第13端输出第二路400hz正交方波，第9端接第三双d触发器u3c的第2端；所述第三双d触发器u3c的第1端输出第三路400hz正交方波，第6端接地。
38.所述第一双d触发器u3a的第4端、第二双d触发器u3b的第8、10端、第三双d触发器u3c的第4端共接上电复位电路。
39.所述上电复位电路包括第三反相器cd4011
‑
u1c、第三电阻r3、第四电容c4，所述第三反相器cd4011
‑
u1c的第10端接驱动电路，第8、9端共接后一路经第四电容c4接地，另一路经第三电阻r3接入 12v电源。
40.本实施例的附图中相同或相似的标号对应相同或相似的部件；在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“左”、“右”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此附图中描述位置关系的用语仅用于示例性说明，不能理解为对本专利的限制，对于本领域的普通技术
人员而言，可以根据具体情况理解上述术语的具体含义。
41.需要说明的是，在本文中，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、物品或者装置不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、物品或者装置所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个
……”
限定的要素，并不排除在包括该要素的过程、物品或者装置中还存在另外的相同要素。
42.以上所述，仅为本实用新型的较佳实施例而已，并非用于限定本实用新型的保护范围。