可调压调频逆变电源制造技术

一种可调压调频逆变电源，主要目的在于提供一种损耗小、效率高的逆变器电源。其特征在于：此电源还包括一个由调压单片机控制模块和调频单片机控制模块构成的控制电路，主电路中的开关元件均采用场效应管，调压单片机控制模块输出的高低电平作为工频变压器和高频斩波单元的脉宽调制信号，以实现控制所述MOS管的开通和关断；调频单片机控制模块亦输出高低电平作为全桥逆变电路的脉宽调制信号，以实现控制IPP26CN10N型大功率开关管的开通和关断，此模块中单片机上的定时器初始值设定端作为频率调整信号的输入端。本种逆变器电源与传统工频逆变器电源相比，体积小、重量轻，而且采用本种逆变器电源可以提高供电系统效率、大大降低系统损耗。（*该技术在2022年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及一种应用于工业供电领域中的电源。
技术介绍
当前，电力电子作为节能、节材、自动化、智能化、机电一体化的基础，正朝着应用技术高频化、硬件结构模块化、产品性能绿色化的方向发展。目前在许多需要高频电压的场合，例如无线电能传输，实验用高频电源等，在这些场合下，对逆变电源的要求已经越来越高，传统的工频逆变器电源由于存在体积大、损耗多、效率低等问题已经在一定程度上限制了供电系统效率的提高，并且使系统损耗居高不下。
技术实现思路
为了解决
技术介绍
中所提到的技术问题，本技术提供一种可调压调频逆变电源，该种电源与传统工频逆变器电源相比，体积小、重量轻，而且采用本种逆变器电源可以提高供电系统效率、大大降低系统损耗。本技术的技术方案是该种可调压调频逆变电源，包括工频变压器和全桥整流单元、高频斩波单元、高频变压器、高频整流滤波单元以及全桥逆变电路单元构成的主电路，其独特之处在于所述逆变电源还包括一个由调压单片机控制模块和调频单片机控制模块构成的控制电路，所述调压单片机控制模块和调频单片机控制模块均采用AT89C51单片机；所述主电路中的开关元件均采用场效应管，其中，所述工频变压器和高频斩波单元中的场效应管采用型号为IRF640的MOS管，所述全桥逆变电路单元中的场效应管采用IPP26CN10N型大功率开关管；所述调压单片机控制模块中单片机的P2. O端口输出的高低电平作为工频变压器和高频斩波单元的脉宽调制信号，此单片机的P2. O端口连接至电压调整驱动电路的控制信号输入端，所述电压调整驱动电路的驱动信号输出端连接至所述MOS管的控制端，以实现控制所述MOS管的开通和关断；所述调频单片机控制模块中单片机亦通过其上的P2. O端口输出的高低电平作为全桥逆变电路的脉宽调制信号，此单片机的P2. O端口连接至逆变器调整驱动电路的控制信号输入端，所述逆变器调整驱动电路的驱动信号输出端连接至所述IPP26CN10N型大功率开关管的控制端，以实现控制所述IPP26CN10N型大功率开关管的开通和关断，所述调频单片机控制模块中单片机上的定时器初始值设定端作为频率调整信号的输入端。本技术具有如下有益效果本种逆变电源利用智能控制芯片作为核心控制部件产生高频逆变所需的PWM信号，经隔离驱动电路、触发电路驱动电力电子器件实现电能的通断控制，进而实现交流电能输出。由于采用智能控制芯片，PWM信号电压和频率可以通过编程改变，从而实现输出交流电的电压和频率调节。与传统工频逆变器相比，高频逆变器具有体积小、重量轻、损耗小、效率高等优点，采用高频调压逆变器是提高供电系统效率、降低系统损耗的重要手段，尤其对于对电能利用效率要求严格的用电设备，本种逆变电源能够确保电能利用效率的达标。附图说明图1是本技术的系统构成框图。图2是本技术所涉及的电压调整电路原理图。图3是本技术所涉及的逆变电路调整原理图。图4是本技术所述调压单片机控制模块的电气原理图。图5是本技术所述电压调整驱动电路的电气原理图。图6是本技术所述调频单片机控制模块的电气原理图。图7和图8组合后构成本技术所述逆变器调整驱动电路的完整电气原理图。具体实施方式以下结合附图对本技术作进一步说明由图1所示，该种可调压调频逆变电源，包括工频变压器和全桥整流单元、高频斩波单元、高频变压器、高频整流滤波单元以及全桥逆变电路单元构成的主电路，其独特之处在于所述逆变电源还包括一个由调压单片机控制模块和调频单片机控制模块构成的控制电路，调压单片机控制模块和调频单片机控制模块的电气原理图分别如图4和图5所示，所述调压单片机控制模块和调频单片机控制模块均采用AT89C51单片机；所述主电路中的开关元件均采用场效应管，其中，所述工频变压器和高频斩波单元中的场效应管采用型号为IRF640的MOS管，所述全桥逆变电路单元中的场效应管采用IPP26CN10N型大功率开关管。本技术所涉及的电压调整电路原理图如图2所示，在单片机的控制下对MOS管进行控制，按照设定的PWM信号进行处理，这种设计下MOS管的驱动电路简单，电路可靠性高，在MOS管的开通期间导通电压几乎为0，关断期间电流为接近0，从而使电路的损耗降的很小，只要在直流侧加入合适的整流电容使电压平稳输出，即可保证输出电压的稳定。图中，原边变压器为高频变压器，磁芯采用铁氧体EER42磁芯，根据查询到的参数，EER42磁芯的最大磁通密度5960高斯，设计高频变压器匝数比为1:1，可承受200V电压，需满足设计的43. 2V的电压，并留有较大的裕量，防止电源出现故障，烧坏高频变压器，当MOS管开通时，高频变压器原边储存电能，关断时通过副边释放电能，通过调节输出电能的多少来调节电压，即通过PWM信号的占空比来调节输出电压，经过电容滤波，当电压和容值选择合适时，输出稳定的直流电压，供逆变器使用。这里的占空比的调节通过按键输出到单片机，由单片机控制输出不同的PWM信号，经驱动电路，控制MOS管的开通和关断。开关器件根据输入电压43. 2V，开关频率IOOkHz，选择MOS管型号为IRF640。所述调压单片机控制模块中单片机的P2. O端口输出的高低电平作为工频变压器和高频斩波单元的脉宽调制信号，此单片机的P2. O端口连接至电压调整驱动电路的控制信号输入端，所述电压调整驱动电路的驱动信号输出端连接至所述MOS管的控制端，以实现控制所述MOS管的开通和关断。电压调整驱动电路的电气原理图如图5所示，调压单片机控制模块的电路如图4所示，调压单片机控制模块主要实现扫描显示控制、按键控制、报警等功能。主要通过P2. O端口输出的高低电平来控制调压开关管的导通和关断，通过按键改变定时器的初始值来调节输出PWM信号的占空比来调节电压。图3是本技术所涉及的逆变电路调整原理图，采用全桥逆变结构，具体实现时，要求输出电压上限频率为15kHz，电压上限值为36V，额定功率为20W。根据需要选用IPP26CN10N作为开关元件，其额定工作电压为100V，电流为35A，开通和关断时间分别为14ns 和 16ns。图6是调频单片机控制模块的电气原理图，图7和图8组合后构成本技术所述逆变器调整驱动电路的完整电气原理图。如图所示，调频单片机控制模块中单片机亦通过其上的P2. O端口输出的高低电平作为全桥逆变电路的脉宽调制信号，此单片机的P2. O端口连接至逆变器调整驱动电路的控制信号输入端，所述逆变器调整驱动电路的驱动信号输出端连接至所述IPP26CN10N型大功率开关管的控制端，以实现控制所述IPP26CN10N型大功率开关管的开通和关断，所述调频单片机控制模块中单片机上的定时器初始值设定端作为频率调整信号的输入端。本种逆变电源采用单片机控制以按键操作的控制模式，通过按键向单片机输入命令，单片机进行计算，然后单片机输出相应电压和频率的PWM信号。根据输入的调压需求，调节调制波的占空比，实现输出电压5-36V、输出频率lkHz-15kHz的范围内调节，通过调制斩波电路的占空比，改变斩波电路的输出直流电压，也就是改变逆变电路直流侧的电压，从而实现交流输出电压的幅值调节，并保证输出电压在任何幅值下都是标准的方波，波形畸变小。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种可调压调频逆变电源，包括工频变压器和全桥整流单元、高频斩波单元、高频变压器、高频整流滤波单元以及全桥逆变电路单元构成的主电路，其特征在于：所述逆变电源还包括一个由调压单片机控制模块和调频单片机控制模块构成的控制电路，所述调压单片机控制模块和调频单片机控制模块均采用AT89C51单片机；所述主电路中的开关元件均采用场效应管，其中，所述工频变压器和高频斩波单元中的场效应管采用型号为IRF640?的MOS管，所述全桥逆变电路单元中的场效应管采用IPP26CN10N?型大功率开关管；所述调压单片机控制模块中单片机的P2.0端口输出的高低电平作为工频变压器和高频斩波单元的脉宽调制信号，此单片机的P2.0端口连接至电压调整驱动电路的控制信号输入端，所述电压调整驱动电路的驱动信号输出端连接至所述MOS管的控制端，以实现控制所述MOS管的开通和关断；所述调频单片机控制模块中单片机亦通过其上的P2.0端口输出的高低电平作为全桥逆变电路的脉宽调制信号，此单片机的P2.0端口连接至逆变器调整驱动电路的控制信号输入端，所述逆变器调整驱动电路的驱动信号输出端连接至所述IPP26CN10N?型大功率开关管的控制端，以实现控制所述IPP26CN10N?型大功率开关管的开通和关断，所述调频单片机控制模块中单片机上的定时器初始值设定端作为频率调整信号的输入端。...

【技术特征摘要】
1. 一种可调压调频逆变电源，包括工频变压器和全桥整流单元、高频斩波单元、高频变压器、高频整流滤波单元以及全桥逆变电路单元构成的主电路，其特征在于所述逆变电源还包括一个由调压单片机控制模块和调频单片机控制模块构成的控制电路，所述调压单片机控制模块和调频单片机控制模块均采用AT89C51单片机；所述主电路中的开关元件均采用场效应管，其中，所述工频变压器和高频斩波单元中的场效应管采用型号为IRF640的 MOS管，所述全桥逆变电路单元中的场效应管采用IPP26CN10N型大功率开关管；所述调压单片机控制模块中单片机的P2. O端口输出的高低电平作为工频变压器和高频斩波单元的...

【专利技术属性】
技术研发人员：陶国彬，张秀艳，赵玉峰，李杰，徐玉强，王巍，
申请(专利权)人：东北石油大学，
类型：实用新型
国别省市：