具有脉宽调制电流采样输入隔离功能的纯正弦波逆变器制造技术

本发明专利技术公开了一种具有脉宽调制电流采样输入隔离功能的纯正弦波逆变器，包括电源输入模块、输入隔离模块、PWM调制模块、变压整流滤波模块、SPWM驱动模块、LC滤波模块、正弦波发生器、MCU、电压采样模块、电流采样模块和显示模块；PWM调制模块包括时基电路芯片、第二十一电阻至第三十电阻、第二十一电容至第二十八电容、第十一二极管至第十三二极管、第十一三极管和第十二MOS管。本发明专利技术能避免信号干扰、保证仪器采集数据准确、对电源输入能进行有效隔离、电路设计结构简单、功能强大、使用灵活、适用范围较广、能实现多种电流值的采样检测、能将控制信号与电压采样信号进行有效隔离、提高采样精度。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及逆变器领域，特别涉及一种具有脉宽调制电流采样输入隔离功能的纯正弦波逆变器。
技术介绍
逆变器是一种将直流电转换为交流电的装置，目前，使用的一种修正正弦波逆变器，由低压驱动控制电路、脉冲宽度调制输出驱动电路及输入输出保护电路连接构成，但是这种结构的修正正弦波逆变器产生的波形在对精密仪器使用时，由于没有隔离，信号干扰较大，造成采集数据不准确，尤其在一些医疗设备，军用设备上，对于精密性的要求比较高，即使稍微有点干扰也会产生严重的后果。PWM控制技术以其控制简单，灵活和动态响应好的优点而成为电力电子技术最广泛应用的控制方式，也是人们研究的热点。由于当今科学技术的发展已经没有了学科之间的界限，结合现代控制理论思想或实现无谐振波开关技术将会成为PWM控制技术发展的主要方向之一。脉冲宽度调制是一种模拟控制方式，其根据相应载荷的变化来调制晶体管基极或MOS管栅极的偏置，来实现晶体管或MOS管导通时间的改变，从而实现开关稳压电源输出的改变。这种方式能使电源的输出电压在工作条件变化时保持恒定，是利用微处理器的数字信号对模拟电路进行控制的一种非常有效的技术。但现有的PWM控制电路设计结构复杂，使用不够灵活，适用范围较窄。在集成电路中，尤其是模拟集成电路中，为了检测大电流，因为功耗等的要求，需要对电流进行采样后再进行检测。而通常电流的采样只能有一种采样值。因为只能采样一种电流，所以它所能检测的电流值只有一种，不便于实现多种电流值的采样检测。另外，电器设备的电路板中，为了防止电网电压的较大波动而造成对电器的损害，通常会设置一个电压采样电路，并把电压采样电路得到的信号送到单片机进行处理，当检测到电网电压大于某一个数值或小于某一数值时，单片机相关的控制电路便会控制电器停止工作，以免对其造成损害。如电磁炉中的电压采样电路把对电网电压采样得到的信号送到单片机进行处理，当电磁炉工作时，单片机时刻检测电压采样信号的变化，当电网电压大于260伏或者小于160伏时，单片机会输出相关保护指令，使电磁炉停止加热；单片机工作时，也会根据电压信号的变化，自动调整PWM信号，使电磁炉做恒定功率处理。然而，现有的电压采样电路中，通常采用电压分压式进行采样，对所需采样的变量进行直接采样，没有将单片机控制信号与电压采样信号进行有效的隔离，从而影响控制的精度，存在采样误差较大的问题。
技术实现思路
本专利技术要解决的技术问题在于，针对现有技术的上述缺陷，提供一种能避免信号干扰、保证仪器采集数据准确、对电源输入能进行有效隔离、电路设计结构简单、功能强大、使用灵活、适用范围较广、能实现多种电流值的采样检测、能将控制信号与电压采样信号进行有效隔离、提高采样精度的具有脉宽调制电流采样输入隔离功能的纯正弦波逆变器。本专利技术解决其技术问题所采用的技术方案是：构造一种具有脉宽调制电流采样输入隔离功能的纯正弦波逆变器，包括电源输入模块、输入隔离模块、PWM调制模块、变压整流滤波模块、SPWM驱动模块、LC滤波模块、正弦波发生器、MCU、电压采样模块、电流采样模块和显示模块，所述输入隔离模块的输入端与所述电源输入模块的一输出端连接，所述输入隔离模块的输出端与所述PWM调制模块的输入端连接，所述变压整流滤波模块的输入端与所述PWM调制模块的输出端连接，所述SPWM驱动模块的一输入端与所述变压整流滤波模块的输出端连接，所述LC滤波模块的输入端与所述SPWM驱动模块的输出端连接，所述正弦波发生器的输入端与所述LC滤波模块的输出端连接，所述电压采样模块的输入端与所述电源输入模块的另一输出端连接，所述MCU的一输入端与所述电压采样模块的输出端连接，所述电流采样模块的输入端与所述PWM调制模块的另一输出端连接，所述电流采样模块的输出端与所述MCU的另一输入端连接，所述MCU的输出端与所述显示模块的输入端连接；所述PWM调制模块包括时基电路芯片、第二十一电阻、第二十二电阻、第二十三电阻、第二十四电阻、第二十五电阻、第二十六电阻、第二十七电阻、第二十八电阻、第二十九电阻、第三十电阻、第二十一电容、第二十二电容、第二十三电容、第二十四电容、第二十五电容、第二十六电容、第二十七电容、第二十八电容、第十一二极管、第十二二极管、第十三二极管、第十一三极管和第十二MOS管，所述第二十一电阻的一端分别与所述第二十电容的一端和第二十二电阻的一端连接，所述第二十电容的另一端通过所述第二十四电阻接地，所述第二十二电阻的另一端分别与所述第二十三电阻的一端和第二十二电容的一端连接，所述第二十二电容的另一端通过所述第二十五电阻接地，所述第二十三电阻的另一端分别与所述第十一二极管的阴极、第二十三电容的一端和第二十六电阻的一端连接，所述第十一二极管的阳极接地，所述第二十三电容的另一端分别与所述时基电路芯片的第四引脚和第八引脚连接，所述第二十六电阻的另一端通过所述第二十四电容与所述第二十七电阻的一端连接，所述第二十七电阻的一端还通过所述第三十电阻接地，所述第二十七电阻的另一端与所述第十一三极管的基极连接，所述第十一三极管的发射极与所述第二十八电阻的一端连接，所述第二十三电容的另一端通过所述第二十五电容与所述第二十八电阻的另一端连接，所述第十二二极管的阳极分别与所述第十一三极管的集电极和时基电路芯片的第七引脚连接，所述第十二二极管的阴极与所述时基电路芯片的第六引脚连接，所述时基电路芯片的第三引脚通过所述第二十九电阻与所述第十二MOS管的栅极连接，所述第十二MOS管的漏极通过所述第十三二极管与所述第二十八电阻的另一端连接，所述第十二MOS管的源极接地，所述时基电路芯片的第二引脚依次通过所述第二十六电容和第二十八电容接地，所述时基电路芯片的第五引脚通过所述第二十七电容接地，所述时基电路芯片的第一引脚接地；所述电流采样模块包括第一分流MOS管、第二采样MOS管、第三采样MOS管、第四采样MOS管、采样电阻、第一控制电阻和第二控制电阻，所述第一分流MOS管的栅极和第二采样MOS管的栅极均连接输入电源，所述第一分流MOS管的漏极、第二采样MOS管的漏极、第三采样MOS管的漏极和第四采样MOS管的漏极均连接电流输入管脚，所述第一分流MOS管的源极接地，所述第二采样MOS管的源极、第三采样MOS管的源极和第四采样MOS管的源极均与所述采样电阻的一端连接，所述采样电阻的一端还连接采样电压输出端，所述采样电阻的另一端接地，所述第三采样MOS管的栅极通过所述第一控制电阻连接第一外部信号输入管脚，所述第四采样MOS管的栅极通过所述第二控制电阻连接第二外部信号输入管脚；所述电压采样模块包括依次连接的整流电路、电压比较电路、光电耦合器、电压转换电路和平滑滤波电路；所述电压比较电路包括电压比较器、第一电阻、第二电阻、第三电阻、第四电阻、第五电阻、第六电阻、第一电容和第二电容，所述电压比较器的同相输入端通过所述第五电阻分别与所述第一电阻的一端和第二电阻的一端连接，所述第一电阻的另一端与所述整流电路的正极输出端连接，所述电压比较器的反相输入端通过所述第六电阻分别与所述第三电阻的一端、第四电阻的一端和第一电容的一端连接，所述第三电阻的另一端连接第一电压源，所述第二电阻的另一端、第四电阻的另一端和第一电容的另一端均与所述整流电路的负极输出端连接本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种具有脉宽调制电流采样输入隔离功能的纯正弦波逆变器，其特征在于，包括电源输入模块、输入隔离模块、PWM调制模块、变压整流滤波模块、SPWM驱动模块、LC滤波模块、正弦波发生器、MCU、电压采样模块、电流采样模块和显示模块，所述输入隔离模块的输入端与所述电源输入模块的一输出端连接，所述输入隔离模块的输出端与所述PWM调制模块的输入端连接，所述变压整流滤波模块的输入端与所述PWM调制模块的输出端连接，所述SPWM驱动模块的一输入端与所述变压整流滤波模块的输出端连接，所述LC滤波模块的输入端与所述SPWM驱动模块的输出端连接，所述正弦波发生器的输入端与所述LC滤波模块的输出端连接，所述电压采样模块的输入端与所述电源输入模块的另一输出端连接，所述MCU的一输入端与所述电压采样模块的输出端连接，所述电流采样模块的输入端与所述PWM调制模块的另一输出端连接，所述电流采样模块的输出端与所述MCU的另一输入端连接，所述MCU的输出端与所述显示模块的输入端连接；所述PWM调制模块包括时基电路芯片、第二十一电阻、第二十二电阻、第二十三电阻、第二十四电阻、第二十五电阻、第二十六电阻、第二十七电阻、第二十八电阻、第二十九电阻、第三十电阻、第二十一电容、第二十二电容、第二十三电容、第二十四电容、第二十五电容、第二十六电容、第二十七电容、第二十八电容、第十一二极管、第十二二极管、第十三二极管、第十一三极管和第十二MOS管，所述第二十一电阻的一端分别与所述第二十电容的一端和第二十二电阻的一端连接，所述第二十电容的另一端通过所述第二十四电阻接地，所述第二十二电阻的另一端分别与所述第二十三电阻的一端和第二十二电容的一端连接，所述第二十二电容的另一端通过所述第二十五电阻接地，所述第二十三电阻的另一端分别与所述第十一二极管的阴极、第二十三电容的一端和第二十六电阻的一端连接，所述第十一二极管的阳极接地，所述第二十三电容的另一端分别与所述时基电路芯片的第四引脚和第八引脚连接，所述第二十六电阻的另一端通过所述第二十四电容与所述第二十七电阻的一端连接，所述第二十七电阻的一端还通过所述第三十电阻接地，所述第二十七电阻的另一端与所述第十一三极管的基极连接，所述第十一三极管的发射极与所述第二十八电阻的一端连接，所述第二十三电容的另一端通过所述第二十五电容与所述第二十八电阻的另一端连接，所述第十二二极管的阳极分别与所述第十一三极管的集电极和时基电路芯片的第七引脚连接，所述第十二二极管的阴极与所述时基电路芯片的第六引脚连接，所述时基电路芯片的第三引脚通过所述第二十九电阻与所述第十二MOS管的栅极连接，所述第十二MOS管的漏极通过所述第十三二极管与所述第二十八电阻的另一端连接，所述第十二MOS管的源极接地，所述时基电路芯片的第二引脚依次通过所述第二十六电容和第二十八电容接地，所述时基电路芯片的第五引脚通过所述第二十七电容接地，所述时基电路芯片的第一引脚接地；所述电流采样模块包括第一分流MOS管、第二采样MOS管、第三采样MOS管、第四采样MOS管、采样电阻、第一控制电阻和第二控制电阻，所述第一分流MOS管的栅极和第二采样MOS管的栅极均连接输入电源，所述第一分流MOS管的漏极、第二采样MOS管的漏极、第三采样MOS管的漏极和第四采样MOS管的漏极均连接电流输入管脚，所述第一分流MOS管的源极接地，所述第二采样MOS管的源极、第三采样MOS管的源极和第四采样MOS管的源极均与所述采样电阻的一端连接，所述采样电阻的一端还连接采样电压输出端，所述采样电阻的另一端接地，所述第三采样MOS管的栅极通过所述第一控制电阻连接第一外部信号输入管脚，所述第四采样MOS管的栅极通过所述第二控制电阻连接第二外部信号输入管脚；所述电压采样模块包括依次连接的整流电路、电压比较电路、光电耦合器、电压转换电路和平滑滤波电路；所述电压比较电路包括电压比较器、第一电阻、第二电阻、第三电阻、第四电阻、第五电阻、第六电阻、第一电容和第二电容，所述电压比较器的同相输入端通过所述第五电阻分别与所述第一电阻的一端和第二电阻的一端连接，所述第一电阻的另一端与所述整流电路的正极输出端连接，所述电压比较器的反相输入端通过所述第六电阻分别与所述第三电阻的一端、第四电阻的一端和第一电容的一端连接，所述第三电阻的另一端连接第一电压源，所述第二电阻的另一端、第四电阻的另一端和第一电容的另一端均与所述整流电路的负极输出端连接，所述电压比较器的一个引脚分别与所述第一电压源和第二电容的一端连接，所述第二电容的另一端与所述整流电路的负极输出端连接，所述电压比较器的输出端与所述光电耦合器中发光二极管的阳极连接，所述光电耦合器中光敏三极管的集电极与所述电压转换电路连接。...

【技术特征摘要】
1.一种具有脉宽调制电流采样输入隔离功能的纯正弦波逆变器，其特征在于，包括电源输入模块、输入隔离模块、PWM调制模块、变压整流滤波模块、SPWM驱动模块、LC滤波模块、正弦波发生器、MCU、电压采样模块、电流采样模块和显示模块，所述输入隔离模块的输入端与所述电源输入模块的一输出端连接，所述输入隔离模块的输出端与所述PWM调制模块的输入端连接，所述变压整流滤波模块的输入端与所述PWM调制模块的输出端连接，所述SPWM驱动模块的一输入端与所述变压整流滤波模块的输出端连接，所述LC滤波模块的输入端与所述SPWM驱动模块的输出端连接，所述正弦波发生器的输入端与所述LC滤波模块的输出端连接，所述电压采样模块的输入端与所述电源输入模块的另一输出端连接，所述MCU的一输入端与所述电压采样模块的输出端连接，所述电流采样模块的输入端与所述PWM调制模块的另一输出端连接，所述电流采样模块的输出端与所述MCU的另一输入端连接，所述MCU的输出端与所述显示模块的输入端连接；所述PWM调制模块包括时基电路芯片、第二十一电阻、第二十二电阻、第二十三电阻、第二十四电阻、第二十五电阻、第二十六电阻、第二十七电阻、第二十八电阻、第二十九电阻、第三十电阻、第二十一电容、第二十二电容、第二十三电容、第二十四电容、第二十五电容、第二十六电容、第二十七电容、第二十八电容、第十一二极管、第十二二极管、第十三二极管、第十一三极管和第十二MOS管，所述第二十一电阻的一端分别与所述第二十电容的一端和第二十二电阻的一端连接，所述第二十电容的另一端通过所述第二十四电阻接地，所述第二十二电阻的另一端分别与所述第二十三电阻的一端和第二十二电容的一端连接，所述第二十二电容的另一端通过所述第二十五电阻接地，所述第二十三电阻的另一端分别与所述第十一二极管的阴极、第二十三电容的一端和第二十六电阻的一端连接，所述第十一二极管的阳极接地，所述第二十三电容的另一端分别与所述时基电路芯片的第四引脚和第八引脚连接，所述第二十六电阻的另一端通过所述第二十四电容与所述第二十七电阻的一端连接，所述第二十七电阻的一端还通过所述第三十电阻接地，所述第二十七电阻的另一端与所述第十一三极管的基极连接，所述第十一三极管的发射极与所述第二十八电阻的一端连接，所述第二十三电容的另一端通过所述第二十五电容与所述第二十八电阻的另一端连接，所述第十二二极管的阳极分别与所述第十一三极管的集电极和时基电路芯片的第七引脚连接，所述第十二二极管的阴极与所述时基电路芯片的第六引脚连接，所述时基电路芯片的第三引脚通过所述第二十九电阻与所述第十二MOS管的栅极连接，所述第十二MOS管的漏极通过所述第十三二极管与所述第二十八电阻的另一端连接，所述第十二MOS管的源极接地，所述时基电路芯片的第二引脚依次通过所述第二十六电容和第二十八电容接地，所述时基电路芯片的第五引脚通过所述第二十七电容接地，所述时基电路芯片的第一引脚接地；所述电流采样模块包括第一分流MOS管、第二采样MOS管、第三采样MOS管、第四采样MOS管、采样电阻、第一控制电阻和第二控制电阻，所述第一分流MOS管的栅极和第二采样MOS管的栅极均连接输入电源，所述第一分流MOS管的漏极、第二采样MOS管的漏极、第三采样MOS管的漏极和第四采样MOS管的漏极均连接电流输入管脚，所述第一分流MOS管的源极接地，所述第二采样MOS管的源极、第三采样MOS管的源极和第四...

【专利技术属性】
技术研发人员：朱海东，
申请(专利权)人：苏州迈力电器有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏;32