一种基于DSP控制的变频电源

一种基于dsp控制的变频电源
技术领域：
1.本发明属于电源技术领域，特别涉及一种基于dsp控制的变频电源。


背景技术：

2.在人们生活生产的各个方面，都大量应用到电源，它不仅与人们的基本生活息息相关，在国防、航天事业中也有重要作用。但是因为我国的电网指标跟其他很多国家的不一样，比如日本使用的电压频率是60hz，而且在不同的场合需要用的电源也有差别，例如，在航空航天、船舶和军工领域使用的大多是电压可调的、频率为400hz的中频电源，而电气化铁路中使用的电源频率则为25hz，因此电网所提供的220v/50hz的工频交流电不能满足不同负载的需求，采用电源变频技术则可以将不同的电能转换为用户所需要的电能形式。
3.目前变频电源大都数采用专用的模拟集成电源芯片，芯片自身不能进行编程，通用和可控性差，无法保证变频电源系统具有可靠性和高效性。


技术实现要素：

4.为了解决上述技术问题，本发明提供一种效率高，精确度高，可靠性强，控制灵活的一种基于dsp控制的变频电源
5.本发明的目的是通过以下方式实现的：
6.本实用新提供了一种基于dsp控制的变频电源，该系统由整流电路，apfc电路，逆变电路，lc滤波电路，隔离驱动电路，dsp控制模块，采样调理电路，辅助电路组成，其特征在于输入市电进入所述整流电路，所述整流电路输出端与apfc电路输入端连接，所述apfc电路输出端与所述逆变电路输入端连接，逆变电路输出端与lc滤波电路输入端连接，所述lc滤波输出端与所述采样调理电路输入端连接并同时输出变频电，所述辅助电路输出端与apfc输入端、采样调理电路输入端、所述隔离驱动电路输入端和所述dsp控制模块输入端连接，dsp控制模块输出端与隔离驱动电路输入端连接，隔离驱动电路输出端与逆变电路输入端连接。输入工频交流电，通过整流电路使工频交流电变换为稳定的直流电；直流电通过apfc电路后提高输入端功率因数，减小输入电流谐波；直流电通过逆变电路，将直流电在dsp控制模块的控制下转换成输出合适的spwm波形的交流电，隔离驱动电路用于避免电磁干扰，lc滤波电路是将输出电压的高次谐波滤除掉，使其波形接近正弦波从而提高电源效率。
7.所述整流电路，采用单相桥式不可控电路，输入为220v，50hz的交流电，输出电压为
±
400v。
8.所述apfc电路，基于uc3854的有源功率因数效正电路的设计，校正输入电压与电流波形，最终输出总谐波小于2％，功率因数在0.9以上。
9.所述逆变电路，采用传统单相全桥逆变电路，完成变频电源系统的变压和变频功能。
10.所述隔离驱动电路，采用光耦隔离电路，避免可能出现的电磁干扰。
11.所述dsp控制模块，采用dsp芯片tms320f2812为电路核心，连接外部信号，控制输出合适的spwm波。
12.所述lc滤波电路，采用lc低通滤波电路，将输出电压的高次谐波滤除掉，从而使波形接近正弦波，提高电源效率。
13.所述采样调理电路，采用霍尔电压电流传感器对交流输出瞬时值进行采样。
附图说明：
14.图1是基于dsp控制的变频电源功能框图。
15.图2是单相逆变电路。
具体实施方式：
16.下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细说明。
17.参考图1，在本实施例中，本发明所涉及的是一种基于dsp控制的变频电源，主要包括dsp控制模块，连接dsp控制模块的辅助电路，采样调理电路，隔离驱动电路，与所述隔离驱动电路连接的逆变电路，与所述逆变电路连接的apfc电路和lc滤波电路，与所述apfc电路连接的整流电路，所述整流电路的输入端连接市电。
18.如图1所示，输入220v单相工频交流电，通过整流电路，选用单相桥式不可控整流电路，采用二极管和大电容对直流输出电压进行滤波，二极管承受正向电压时导通，承受反向电压时截止，输出直流脉动电压经过大电容滤波后加在负载两端，得到稳定的直流电；因为整流电路的二极管和大电容存在谐波，所以要采用功率因数校正技术，将整流电路输出电压输入到apfc电路，在不可控整流电路中加入一个dc/dc开关变换器，通过调节开关器件的导通和关断，使用应用电流反馈技术使输入端电流跟踪交流输入的正弦电压波形，使其与输入的电压同相位，最终输出总谐波小于2％，功率因数在0.9以上；将直流电压输入到逆变电路，如图2所示，先对功率管q1和q3的栅极加触发脉冲信号使其开通，此时的输出为正极性的pwm波，半个周期后，对q2和q4的栅极施加触发脉冲，输出为负极性的pwm波，通过改变调制波的幅值和频率，输出理想的电压波形。将输出的交流电压输入lc滤波电路，所述滤波电路采用lc低通滤波电路滤除高次谐波，提高电源效率。所述辅助电路，主要为apfc电路，dsp控制模块，隔离驱动电路和采样调理电路供电。所述采样调理电路，采用霍尔电压电流传感器对交流输出瞬时值进行采样，通过dsp控制模块调节进而得到理想的电压。
19.尽管已经参照附图描述了本发明，但是本领域的技术人员应当理解，可以形成各种变化，并且等同物可以代替其原件而不偏离本发明的范围。


技术特征：
1.一种基于dsp控制的变频电源，包括整流电路(3)，apfc电路(4)，逆变电路(5)，lc滤波电路(6)，隔离驱动电路(2)，dsp控制模块(1)，采样调理电路(7)，辅助电路(8)，其特征在于输入交流电进入所述整流电路(3)，所述整流电路输出端与apfc电路(4)输入端连接，所述apfc电路输出端与所述逆变电路(5)输入端连接，逆变电路输出端与lc滤波电路(6)输入端连接，所述lc滤波输出端与所述采样调理电路(7)输入端连接并同时输出变频电压，所述辅助电路(8)输出端与apfc输入端、采样调理电路输入端、所述隔离驱动电路(2)输入端和所述dsp控制模块(1)输入端连接，dsp控制模块输出端与隔离驱动电路输入端连接，隔离驱动电路输出端与逆变电路输入端连接。

技术总结
本发明属于电源技术领域，特别涉及一种基于DSP控制的变频电源，包括整流电路，APFC电路，逆变电路，LC滤波电路，隔离驱动电路，DSP控制模块，采样调理电路，辅助电路，当输入工频交流电时，通过整流电路使工频交流电变换为稳定的直流电；直流电通过APFC电路后提高输入端功率因数，减小输入电流谐波；直流电通过逆变电路，将直流电在DSP控制模块的控制下转换成输出合适的SPWM波形的交流电，隔离驱动电路用于避免电磁干扰，LC滤波电路是将输出电压的高次谐波滤除掉，使其波形接近正弦波从而提高电源效率。效率。效率。


技术研发人员：孙昊鹏 朱东柏
受保护的技术使用者：哈尔滨理工大学
技术研发日：2022.03.30
技术公布日：2022/6/3