一种纯正弦波交流恒压稳定电源的制作方法

1.本发明涉及稳压电源技术领域，特别涉及一种纯正弦波交流恒压稳定电源。


背景技术：

2.在实际应用中，电网输入不稳定的交流电压会对用电设备造成致命伤害等事故，影响生产、造成产品品质不稳定等多方面损失，故需要使用稳压器来保持输出电压和电流的稳定。然，现有的稳压器动态反应较慢，无法及时有效的保持输出电压的恒定。


技术实现要素：

3.本发明的目的是提供一种纯正弦波交流恒压稳定电源，以解决背景技术中所提出的问题。
4.本发明的上述技术目的是通过以下技术方案得以实现的：一种纯正弦波交流恒压稳定电源，包括有：
5.与电网相连并对电网输送的交流电进行滤波，并通过整流来输出直流电压的整流滤波电路；
6.接在所述的整流滤波电路后级以对其输出的直流电压进行升压处理的升压电路；
7.接在所述的升压电路后级以对升压后的直流电压进行逆变处理，从而得到交流的输出电压的逆变电路；
8.其中，在所述的升压电路上连接有使升压后的直流电压恒定的第一驱动电路；
9.在所述的逆变电路上连接有使输出电压恒定，从而获得纯净的正弦波电压的第二驱动电路。
10.进一步设置是：所述的升压电路至少包括有储能电感l1、升压二极管d1和储能电容c5，所述的储能电感l1的一端连接在整流滤波电路的正极输出，储能电感l1的另一端连接在升压二极管d1的正极，升压二极管d1的负极连接在储能电容c5的正极，储能电容c5的负极连接在整流滤波电路的负极输出。
11.进一步设置是：所述的第一驱动电路至少包括有开关管q5和脉宽调制芯片u1，所述的开关管q5的集电极连接在升压二极管d1的正极，开关管q5的发射极连接在整流滤波电路的负极输出，开关管q5的基极连接在脉宽调制芯片u1上并由脉宽调制芯片u1控制。
12.进一步设置是：所述的宽调制芯片u1通过产生pwm脉冲的方式来控制开关管q5的导通/关断；
13.当所述的脉宽调制芯片u1产生正脉冲时，开关管q5导通，储能电感l1储能；当所述的脉宽调制芯片u1产生负脉冲时，开关管q5关断，储能电感l1释放能量经升压二极管d1对储能电容c5充电，在高频开关的作用下储能电感l1不停地对储能电容c5充电，经储能电容c5后实现恒定的升压。
14.进一步设置是：所述的逆变电路包括有由四个igbt管组成的逆变桥，所述的第二驱动电路包括有接在逆变桥上用于实现电流反馈的反馈电路、及与所述反馈电路相连并接
在逆变桥上对输出电压进行稳压控制的主控电路。
15.进一步设置是：所述的反馈电路包括有接在逆变桥和主控电路之间的电流采样电阻r19。
16.进一步设置是：所述的逆变电路包括有低通滤波器，经所述的低通滤波来输出纯净的正弦波电压，所述的低通滤波器由电感l2和电容c9组成。
17.进一步设置是：所述的主控电路包括有主控芯片u2、第一驱动芯片u3、第二驱动芯片u4、电压比较器u5、电容c20、电容c21、电容c22、电容c23、电容c24、电容c25、电容c26、电容c27、电容c28、电容c29、电容c30、电容c31、电容c32、电容c33、电容c34、电容c35、电容c36、电容c37、电容c38、电容c39、电容c40、电容c41、电阻r22、电阻r23、电阻r24、电阻r25、电阻r26、热敏电阻r27、电阻r28、电阻r29、电阻r30、电阻r31、电阻r32、电阻r33、电位器r34、二极管d12和二极管d13；所述的逆变桥由igbt管q1、igbt管q2、igbt管q3和igbt管q4组成；
18.第一驱动芯片u3的vdd引脚连接在电容c20和电容c21的一端，该端同时连接在5v的供电电源上，电容c20和电容c21的另一端接地，第一驱动芯片u3的hin引脚接在主控芯片u2的spwmou3引脚，第一驱动芯片u3的sd引脚和第二驱动芯片u4的sd引脚相接后，连接在电压比较器u5的out1引脚，第一驱动芯片u3的lin引脚连接在主控芯片u2的spwmou4引脚，同时与第二驱动芯片u4的lin引脚相连后接在主控芯片u2的spwmou2引脚，第一驱动芯片u3的vss引脚接地；
19.第一驱动芯片u3的ho引脚连接在igbt管q1的栅极，第一驱动芯片u3的vb引脚连接在电容c22的一端和二极管d12的负极，电容c22的另一端连接在第一驱动芯片u3的vs引脚和逆变桥的第一输出端，电感l2的一端接在逆变桥的第一输出端上；第一驱动芯片u3的vcc引脚连接在电容c23的一端、电容c24的一端和二极管d12的正极，该端同时接在12v的供电电源上，电容c23的另一端和电容c24的另一端连接在第一驱动芯片u3的com引脚，该端同时接地，第一驱动芯片u3的lo引脚连接在igbt管q2的栅极；
20.所述的第二驱动芯片u4的vdd引脚连接在电容c27和电容c28的一端，该端同时连接在5v的供电电源上，电容c27和电容c28的另一端接地，第二驱动芯片u4的hin引脚接在主控芯片u2的spwmou1引脚，第二驱动芯片u4的vss引脚接地；
21.第二驱动芯片u4的ho引脚连接在igbt管q3的栅极，第二驱动芯片u4的vb引脚连接在电容c29的一端和二极管d13的负极，电容c29的另一端连接在第二驱动芯片u4的vs引脚和逆变桥的第二输出端，第二驱动芯片u4的vcc引脚连接在电容c30的一端、电容c31的一端和二极管d13的正极，该端同时接在12v的供电电源上，电容c30的另一端的电容c31的另一端连接在第二驱动芯片u4的com引脚，该端同时接地，第二驱动芯片u4的lo引脚连接在igbt管q4的栅极；
22.电压比较器u5的vcc引脚接在5v的供电电源上，电压比较器u5的out2引脚连接在电阻r24的一端，电阻r24的另一端连接在电阻r23的一端、电容c32的一端和主控芯片u2的spwmen引脚，电容c32的另一端接地，电阻r23的另一端连接在电阻r22的一端和5v的供电电源上，电阻r22的另一端连接在电容c39的一端和电压比较器u5的out1引脚，电容c39的另一端接地，电压比较器u5的inb1引脚连接在主控芯片u2的ifb引脚，该端同时接在电压比较器u5的ina2引脚，在电压比较器u5的out1引脚和ina2引脚之间连接有所述的电阻r29，电压比
较器u5的inb2引脚与ina1引脚相连，电压比较器u5的gnd引脚接地；
23.电压比较器u5的inb2引脚还连接在电阻r25的一端、电阻r30的一端和电容c4o的一端，电阻r30的另一端和电容c4o的另一端接地，电阻r25的另一端连接在电容c33的一端、电容c34的一端和热敏电阻r27的一端，该端同时连接在5v的供电电源上，电容c33的另一端和电容c34的另一端均接地，热敏电阻r27的另一端连接在电容c37的一端和电阻r26的一端，电容c37的另一端接地，电阻r26的另一端连接在电容c35的一端和主控芯片u2的tfb引脚，电容c35的另一端接地；
24.电压比较器u5的inb1引脚还连接在电容c36的一端和电阻r28的一端，电容c36的另一端接地，电阻r28的另一端连接在逆变桥上；
25.主控芯片u2的vfb引脚连接在电容c38的一端和电阻r31的一端，电容c38的另一端接地，电阻r31的另一端连接在电容c41的一端、电阻r32的一端、电阻r33的一端和电位器r34的一端，电阻r33的另一端连接在电感l2的另一端和电容c9的一端，电容c9的另一端连接在逆变桥的第二输出端，电容c41的另一端、电阻r32的另一端和电位器r34的另一端均接地。
26.本发明的有益效果在于：
27.本发明动态反应快，输出纯净的正弦波电压，使用电设备安全可靠运行；其通过第一驱动电路和第二驱动电路组成的双重稳压的控制来达到恒压输出的目的。且本发明没有笨重的工频变压器，只有一个高频的储能电感l1，体积大大缩小，重量只有工频稳压电源的1％，可以节省大量的铜铁材料，节能环保，节省运输成本，降低稳压电源的整体生产成本。
附图说明
28.图1为实施例的原理框图；
29.图2为实施例中整流滤波电路的电路图；
30.图3为实施例中升压电路和第一驱动电路的电路图；
31.图4为实施例中逆变电路的电路图；
32.图5为实施例中第二驱动电路的电路图一；
33.图6为实施例中第二驱动电路的电路图二。
34.图中：1、整流滤波电路；2、升压电路；3、逆变电路；4、第一驱动电路；5、第二驱动电路；51、主控电路；52、反馈电路。
具体实施方式
35.以下结合附图对本发明作进一步详细说明。
36.如附图1至6所示，一种纯正弦波交流恒压稳定电源，包括有：
37.与电网相连并对电网输送的交流电进行滤波，并通过整流来输出直流电压的整流滤波电路1；
38.接在所述的整流滤波电路1后级以对其输出的直流电压进行升压处理的升压电路2；
39.接在所述的升压电路2后级以对升压后的直流电压进行逆变处理，从而得到交流的输出电压的逆变电路3；
40.其中，在所述的升压电路2上连接有使升压后的直流电压恒定的第一驱动电路4；
41.在所述的逆变电路3上连接有使输出电压恒定，从而获得纯净的正弦波电压的第二驱动电路5。
42.其中，升压电路2至少包括有储能电感l1、升压二极管d1和储能电容c5，所述的储能电感l1的一端连接在整流滤波电路1的正极输出，储能电感l1的另一端连接在升压二极管d1的正极，升压二极管d1的负极连接在储能电容c5的正极，储能电容c5的负极连接在整流滤波电路1的负极输出。
43.其中，第一驱动电路4至少包括有开关管q5和脉宽调制芯片u1，所述的开关管q5的集电极连接在升压二极管d1的正极，开关管q5的发射极连接在整流滤波电路1的负极输出，开关管q5的基极连接在脉宽调制芯片u1上并由脉宽调制芯片u1控制。
44.其中，宽调制芯片u1通过产生pwm脉冲的方式来控制开关管q5的导通/关断；
45.当所述的脉宽调制芯片u1产生正脉冲时，开关管q5导通，储能电感l1储能；当所述的脉宽调制芯片u1产生负脉冲时，开关管q5关断，储能电感l1释放能量经升压二极管d1对储能电容c5充电，在高频开关的作用下储能电感l1不停地对储能电容c5充电，经储能电容c5后实现恒定的升压。
46.在本实施例中，于储能电容c5两端会产生400v左右的直流电压，由于pwm脉冲是可调的uc3842芯片引入反馈信号对pwm信号进行闭环脉宽调制，其调整速度达到微秒级别，所以输出直流电压是接近恒定的，此恒定直流电压为后级的纯正弦波逆变电路3提供了充足的能量。
47.其中，逆变电路3包括有由四个igbt管组成的逆变桥，所述的第二驱动电路5包括有接在逆变桥上用于实现电流反馈的反馈电路52、及与所述反馈电路52相连并接在逆变桥上对输出电压进行稳压控制的主控电路51。
48.其中，反馈电路52包括有接在逆变桥和主控电路51之间的电流采样电阻r19。
49.其中，逆变电路3包括有低通滤波器，经所述的低通滤波来输出纯净的正弦波电压，所述的低通滤波器由电感l2和电容c9组成。
50.其中，主控电路51包括有主控芯片u2、第一驱动芯片u3、第二驱动芯片u4、电压比较器u5、电容c20、电容c21、电容c22、电容c23、电容c24、电容c25、电容c26、电容c27、电容c28、电容c29、电容c30、电容c31、电容c32、电容c33、电容c34、电容c35、电容c36、电容c37、电容c38、电容c39、电容c40、电容c41、电阻r22、电阻r23、电阻r24、电阻r25、电阻r26、热敏电阻r27、电阻r28、电阻r29、电阻r30、电阻r31、电阻r32、电阻r33、电位器r34、二极管d12和二极管d13；所述的逆变桥由igbt管q1、igbt管q2、igbt管q3和igbt管q4组成；
51.第一驱动芯片u3的vdd引脚连接在电容c20和电容c21的一端，该端同时连接在5v的供电电源上，电容c20和电容c21的另一端接地，第一驱动芯片u3的hin引脚接在主控芯片u2的spwmou3引脚，第一驱动芯片u3的sd引脚和第二驱动芯片u4的sd引脚相接后，连接在电压比较器u5的out1引脚，第一驱动芯片u3的lin引脚连接在主控芯片u2的spwmou4引脚，同时与第二驱动芯片u4的lin引脚相连后接在主控芯片u2的spwmou2引脚，第一驱动芯片u3的vss引脚接地；
52.第一驱动芯片u3的ho引脚连接在igbt管q1的栅极，第一驱动芯片u3的vb引脚连接在电容c22的一端和二极管d12的负极，电容c22的另一端连接在第一驱动芯片u3的vs引脚
和逆变桥的第一输出端，电感l2的一端接在逆变桥的第一输出端上；第一驱动芯片u3的vcc引脚连接在电容c23的一端、电容c24的一端和二极管d12的正极，该端同时接在12v的供电电源上，电容c23的另一端和电容c24的另一端连接在第一驱动芯片u3的com引脚，该端同时接地，第一驱动芯片u3的lo引脚连接在igbt管q2的栅极；
53.所述的第二驱动芯片u4的vdd引脚连接在电容c27和电容c28的一端，该端同时连接在5v的供电电源上，电容c27和电容c28的另一端接地，第二驱动芯片u4的hin引脚接在主控芯片u2的spwmou1引脚，第二驱动芯片u4的vss引脚接地；
54.第二驱动芯片u4的ho引脚连接在igbt管q3的栅极，第二驱动芯片u4的vb引脚连接在电容c29的一端和二极管d13的负极，电容c29的另一端连接在第二驱动芯片u4的vs引脚和逆变桥的第二输出端，第二驱动芯片u4的vcc引脚连接在电容c30的一端、电容c31的一端和二极管d13的正极，该端同时接在12v的供电电源上，电容c30的另一端的电容c31的另一端连接在第二驱动芯片u4的com引脚，该端同时接地，第二驱动芯片u4的lo引脚连接在igbt管q4的栅极；
55.电压比较器u5的vcc引脚接在5v的供电电源上，电压比较器u5的out2引脚连接在电阻r24的一端，电阻r24的另一端连接在电阻r23的一端、电容c32的一端和主控芯片u2的spwmen引脚，电容c32的另一端接地，电阻r23的另一端连接在电阻r22的一端和5v的供电电源上，电阻r22的另一端连接在电容c39的一端和电压比较器u5的out1引脚，电容c39的另一端接地，电压比较器u5的inb1引脚连接在主控芯片u2的ifb引脚，该端同时接在电压比较器u5的ina2引脚，在电压比较器u5的out1引脚和ina2引脚之间连接有所述的电阻r29，电压比较器u5的inb2引脚与ina1引脚相连，电压比较器u5的gnd引脚接地；
56.电压比较器u5的inb2引脚还连接在电阻r25的一端、电阻r30的一端和电容c4o的一端，电阻r30的另一端和电容c4o的另一端接地，电阻r25的另一端连接在电容c33的一端、电容c34的一端和热敏电阻r27的一端，该端同时连接在5v的供电电源上，电容c33的另一端和电容c34的另一端均接地，热敏电阻r27的另一端连接在电容c37的一端和电阻r26的一端，电容c37的另一端接地，电阻r26的另一端连接在电容c35的一端和主控芯片u2的tfb引脚，电容c35的另一端接地；
57.电压比较器u5的inb1引脚还连接在电容c36的一端和电阻r28的一端，电容c36的另一端接地，电阻r28的另一端连接在逆变桥上；
58.主控芯片u2的vfb引脚连接在电容c38的一端和电阻r31的一端，电容c38的另一端接地，电阻r31的另一端连接在电容c41的一端、电阻r32的一端、电阻r33的一端和电位器r34的一端，电阻r33的另一端连接在电感l2的另一端和电容c9的一端，电容c9的另一端连接在逆变桥的第二输出端，电容c41的另一端、电阻r32的另一端和电位器r34的另一端均接地。
59.需要说明的是，在本实施例中脉宽调制芯片u1的型号为uc3842，主控芯片u2的型号为stm32,第一驱动芯片u3和第二驱动芯片u4的型号均为ir2110s，电压比较器u5的型号为lm393。
60.输出反馈至主控芯片u2进行闭环控制去调节spwm脉冲信号的脉冲宽度极赋值，使输出电压再次稳压控制，让输出电压更加稳定，本电源经过双重稳压的控制能达到恒压输出的目的。
61.本具体实施例仅仅是对本发明的解释，其并不是对本发明的限制，本领域技术人员在阅读完本说明书后可以根据需要对本实施例做出没有创造性贡献的修改，但只要在本发明的权利要求范围内都受到专利法的保护。