一种单相PWM整流器制造技术

本实用新型专利技术公开了一种单相PWM整流器，包括控制器、用于将单相交流电变换为直流电的PWM整流单元和与控制器输出相接的MOSFET驱动电路，PWM整流单元和控制器之间分别接有采集并调理交流电流信号的电流采集模块和采集并调理直流输出电压的电压采集模块；PWM整流单元包括依次连接的市电、变压器和与MOSFET驱动电路输出端相接的MOSFET全桥整流电路；电流采集模块包括依次连接的电流采样电路、电流调理电路和第一隔离电路，电压采集模块V/F转换电路和与V/F转换电路输出端相接的第二隔离电路；本实用新型专利技术设计新颖，通过采集并调理交流电流和直流电压不断的改变稳定MOSFET全桥整流电路直流输出，实用性强。

【技术实现步骤摘要】

本技术属于直流稳压
，具体涉及一种单相PWM整流器。
技术介绍
伴随着经济的快速发展，如今各种高频设备被应用于不同的领域，高频设备会产生大量的电流谐波和无功功率，以至于很多能量的浪费，传统的低成本整流器采用不控整流方式和相控整流方式，这类整流方式会产生大量的电流谐波和无功功率对电网的伤害很大，带来降低电能的产量，降低电能利用率，并在线路中产生大量的热量，导致线路老化，导致电气装置的使用寿命缩短，严重的会造成火灾，对通信系统造成干扰。为了降低电流谐波和无功功率，现有大多数整流器采用PWM控制技术克服这两个的缺点，而现有的PWM整流器多采用三相PWM整流器，控制复杂，成本高，线路连接繁琐，而家用用电中单相PWM整流器使用较为普遍，且PWM整流器指标中，两个关键的性能指标为交流侧电流参数和直流侧电压参数，因此，现如今缺少一种结构简单、成本低、设计合理、精度高，针对交流侧电流参数和直流侧电压参数进行控制的单相PWM整流器，能够快速采集线路交流侧电流并将其调理转换为方波送入控制器，同时采集整流后的直流侧电压数据，通过将电压进行压频转换也输出方波信号给控制，两路信号均采用隔离电路隔离干扰信号，抗干扰性强，精度高，效果好。
技术实现思路
本技术所要解决的技术问题在于针对上述现有技术中的不足，提供一种单相PWM整流器，其设计新颖合理，结构简单，采集并调理交流电流和直流电压，通过控制器反馈给MOSFET驱动电路，不断的改变稳定MOSFET全桥整流电路直流输出，精度高，实用性强，便于推广使用。为解决上述技术问题，本技术采用的技术方案是：一种单相PWM整流器，其特征在于：包括控制器、用于将单相交流电变换为直流电的PWM整流单元和与所述控制器输出相接用于调节PWM整流单元信号输出的MOSFET驱动电路，所述PWM整流单元和所述控制器之间分别接有用于采集并调理所述PWM整流单元交流电流信号的电流采集模块和用于采集并调理所述PWM整流单元直流输出电压的电压采集模块；所述PWM整流单元包括依次连接的市电、变压器和与所述MOSFET驱动电路输出端相接的MOSFET全桥整流电路；所述电流采集模块包括依次连接的电流采样电路、电流调理电路和第一隔离电路，所述电压采集模块包括与所述MOSFET全桥整流电路输出端相接的V/F转换电路和与所述V/F转换电路输出端相接的第二隔离电路；所述第一隔离电路的输出端和与所述第二隔离电路的输出端均与控制器输入端相接；所述电流采样电路的输入端与所述变压器的输出端相接。上述的一种单相PWM整流器，其特征在于：所述变压器包括变压器T2，所述变压器T2原边一端经保险丝FU1与市电的一端相接，变压器T2原边另一端经电阻R8与市电的另一端相接，变压器T2副边一端经电感L16与电阻R6的一端相接。上述的一种单相PWM整流器，其特征在于：所述MOSFET全桥整流电路包括MOSFET管Q1、MOSFET管Q2、MOSFET管Q3和MOSFET管Q4，所述MOSFET管Q1的源极和MOSFET管Q3的漏极相接，MOSFET管Q1的源极和MOSFET管Q3的漏极的连接端与电阻R6的另一端相接，MOSFET管Q2的源极和MOSFET管Q4的漏极相接，MOSFET管Q2的源极和MOSFET管Q4的漏极的连接端与变压器T2副边另一端相接，MOSFET管Q1的漏极和MOSFET管Q2的漏极的连接端与并联的电阻R7和电容C5的一端相接，MOSFET管Q3的源极和MOSFET管Q4的源极的连接端与并联的电阻R7和电容C5的另一端相接。上述的一种单相PWM整流器，其特征在于：所述电流采样电路包括电流互感器T1，所述电流互感器T1原边的一端与变压器T2副边一端和电感L16的连接端相接，电流互感器T1原边的另一端接地；所述电流调理电路包括运放LM324，所述运放LM324的反向输入端分两路，一路经电阻R1与电流互感器T1副边的一端相接，另一路经电阻R2和电阻R4与运放LM324的同向输入端相接；电阻R2和电阻R4的连接端接地，运放LM324的同向输入端经电阻R5与电流互感器T1副边的另一端相接；所述第一隔离电路包括型号为TLP521-1的芯片U1，所述芯片U1的第1管脚与运放LM324的输出端相接，芯片U1的第2管脚和第3管脚均接地，芯片U1的第4管脚分两路，一路与控制器相接，另一路经电阻R3与5V电源输出端相接。上述的一种单相PWM整流器，其特征在于：所述V/F转换电路包括芯片LM311，所述芯片LM311的第3管脚经电阻R12与并联的电阻R7和电容C5的一端相接，芯片LM311的第2管脚分两路，一路经电阻R9接地，另一路与芯片LM311的第5管脚相接；芯片LM311的第5管脚经电容C10和电阻R11与滑动电阻R10的滑动端相接，滑动电阻R10的一个固定端与12V电源输出端相接，滑动电阻R10的另一个固定端接地，芯片LM311的第7管脚分两路，一路经可变电阻R17接地，另一路与电阻R18一端相接；所述第二隔离电路包括型号为TLP521-1的芯片U2，所述芯片U2的第1管脚与电阻R18另一端相接，芯片U2的第2管脚和第3管脚均接地，芯片U2的第4管脚分两路，一路与控制器相接，另一路经电阻R16与5V电源输出端相接。上述的一种单相PWM整流器，其特征在于：所述MOSFET驱动电路包括型号为IR2110的芯片U3和型号为IR2110的芯片U4，所述芯片U3的第10管脚和芯片U4的第10管脚的连接端与控制器的一个输入/输出管脚相接，芯片U3的第10管脚和芯片U4的第10管脚的连接端与控制器的另一个输入/输出管脚相接，芯片U3的第5管脚与MOSFET管Q1的源极和MOSFET管Q3的漏极的连接端相接，芯片U4的第5管脚与MOSFET管Q2的源极和MOSFET管Q4的漏极的连接端相接，芯片U3的第7管脚、芯片U3的第1管脚、芯片U4的第7管脚和芯片U4的第1管脚分别与MOSFET管Q1的栅极、MOSFET管Q3的栅极、MOSFET管Q2的栅极和MOSFET管Q4的栅极相接。上述的一种单相PWM整流器，其特征在于：所述控制器包括单片机MSP430F149或PLC控制器。本技术与现有技术相比具有以下优点：1、本技术通过设置电流采集模块，采集变压器变换过来的交流电流信号，经过电流调理电路中的运放LM324，采用差分输入方式，将变压器输出的低压交流电转换为方波信号，并通过第一隔离电路隔离干扰信号，电路简单,便于推广使用。2、本技术通过设置电压采本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种单相PWM整流器，其特征在于：包括控制器(9)、用于将单相交流电变换为直流电的PWM整流单元(11)和与所述控制器(9)输出相接用于调节PWM整流单元(11)信号输出的MOSFET驱动电路(10)，所述PWM整流单元(11)和所述控制器(9)之间分别接有用于采集并调理所述PWM整流单元(11)交流电流信号的电流采集模块(12)和用于采集并调理所述PWM整流单元(11)直流输出电压的电压采集模块(13)；所述PWM整流单元(11)包括依次连接的市电(1)、变压器(2)和与所述MOSFET驱动电路(10)输出端相接的MOSFET全桥整流电路(3)；所述电流采集模块(12)包括依次连接的电流采样电路(6)、电流调理电路(7)和第一隔离电路(8)，所述电压采集模块(13)包括与所述MOSFET全桥整流电路(3)输出端相接的V/F转换电路(4)和与所述V/F转换电路(4)输出端相接的第二隔离电路(5)；所述第一隔离电路(8)的输出端和与所述第二隔离电路(5)的输出端均与控制器(9)输入端相接；所述电流采样电路(6)的输入端与所述变压器(2)的输出端相接。

【技术特征摘要】
1.一种单相PWM整流器，其特征在于：包括控制器(9)、用于将单相交流电变换为直流电
的PWM整流单元(11)和与所述控制器(9)输出相接用于调节PWM整流单元(11)信号输出的
MOSFET驱动电路(10)，所述PWM整流单元(11)和所述控制器(9)之间分别接有用于采集并调
理所述PWM整流单元(11)交流电流信号的电流采集模块(12)和用于采集并调理所述PWM整
流单元(11)直流输出电压的电压采集模块(13)；所述PWM整流单元(11)包括依次连接的市
电(1)、变压器(2)和与所述MOSFET驱动电路(10)输出端相接的MOSFET全桥整流电路(3)；所
述电流采集模块(12)包括依次连接的电流采样电路(6)、电流调理电路(7)和第一隔离电路
(8)，所述电压采集模块(13)包括与所述MOSFET全桥整流电路(3)输出端相接的V/F转换电
路(4)和与所述V/F转换电路(4)输出端相接的第二隔离电路(5)；所述第一隔离电路(8)的
输出端和与所述第二隔离电路(5)的输出端均与控制器(9)输入端相接；所述电流采样电路
(6)的输入端与所述变压器(2)的输出端相接。
2.按照权利要求1所述的一种单相PWM整流器，其特征在于：所述变压器(2)包括变压器
T2，所述变压器T2原边一端经保险丝FU1与市电(1)的一端相接，变压器T2原边另一端经电
阻R8与市电(1)的另一端相接，变压器T2副边一端经电感L16与电阻R6的一端相接。
3.按照权利要求2所述的一种单相PWM整流器，其特征在于：所述MOSFET全桥整流电路
(3)包括MOSFET管Q1、MOSFET管Q2、MOSFET管Q3和MOSFET管Q4，所述MOSFET管Q1的源极和
MOSFET管Q3的漏极相接，MOSFET管Q1的源极和MOSFET管Q3的漏极的连接端与电阻R6的另一
端相接，MOSFET管Q2的源极和MOSFET管Q4的漏极相接，MOSFET管Q2的源极和MOSFET管Q4的
漏极的连接端与变压器T2副边另一端相接，MOSFET管Q1的漏极和MOSFET管Q2的漏极的连接
端与并联的电阻R7和电容C5的一端相接，MOSFET管Q3的源极和MOSFET管Q4的源极的连接端
与并联的电阻R7和电容C5的另一端相接。
4.按照权利要求2所述的一种单相PWM整流器，其特征在于：所述电流采样电路(6)包括
电流互感器T1，所述电流互感器T1原边的一端与变压器T2副边一端和电感L16的连接端相
接，电流互感器T1原边的另一端接地；
所述电流调理电...

【专利技术属性】
技术研发人员：王永宾，叶唤涛，
申请(专利权)人：西安科技大学，
类型：新型
国别省市：陕西;61