[实用新型]高频正弦波逆变器

说明书

技术领域

本实用新型属于直流/交流电能转换装置技术领域，涉及一种高频正弦波逆变器，其输出波形为纯正弦波。

背景技术

逆变器是一种将直流电转化成交流电能的装置，主要分两类，一类是正弦波逆变器，另一类是方波逆变器。正弦波逆变器输出的是同我们日常使用的电网一样，可提供高质量的交流电，能够带动任何种类的负载。但现有的正弦波逆变器技术要求和成本均高，效率较低，使用受到一定限制。

方波逆变器输出的则是质量较差的方波交流电，其正向最大值到负向最大值几乎在同时产生，这样，对负载和逆变器本身造成剧烈的不稳定影响。同时，其负载能力差，仅为额定负载的40-60％，不能带感性负载。如所带的负载过大，方波电流中包含的三次谐波成分将使流入负载中的容性电流增大，严重时会损坏负载的电源滤波电容。针对上述缺点，近年来出现了准正弦波(或称改良方波、修正正弦波、模拟正弦波等等)逆变器，其输出波形从正向最大值到负向最大值之间有一个时间间隔，使用效果有所改善，但准正弦波的波形仍然是由折线组成，属于方波范畴，连续性不好，并存在电网中的电磁污染。准正弦波、改良方波的逆变器由于可以满足我们部分的用电需求，售价适中，成为市场中的主流产品。因此目前国内以方波或修正正弦波逆变器居多。还有一些逆变器是采用工频变压器调制输出的，其输出波形质量差、带载能力很弱，甚至不能带载感性负载及冲击性负载，损耗大、效率低，对用电设备的使用寿命也造成一定的影响。

因此，从环境保护、节能降耗方面考虑，研制新型的具有技术要求低和成本低的正弦波逆变器已势在必行。

实用新型内容

本实用新型是针对现有技术中存在的上述技术问题，提供一种高效率低成本的高频正弦波逆变器，可将直流电压变换为单相220V、频率50Hz的正弦波交流电，可以给使用220V市电的设备独立供电，降低逆变器输出的谐波含量，和提高对冲击性负载的带载能力以及提高逆变器效率和可靠度，保护功能完善，应用范围广泛，方便用户设备在无电网情况下的使用。

解决本实用新型技术问题所采用的技术方案是该高频正弦波逆变器包括DC/AC逆变电路，还包括DC/DC高频升压电路、滤波电路、控制电路，DC/AC逆变电路的输入端通过DC/DC高频升压电路连接到外部直流电压源，DC/AC逆变电路的输出端与滤波电路连接后连接至输出端子，控制电路与DC/AC逆变电路连接，控制对DC/AC逆变电路的驱动，控制电路同时与输出端子连接，采集电压、电流反馈信号，形成闭环控制电路。

优选的是，所述DC/DC高频升压电路包括DC/DC逆变桥、驱动信号发生器、高端驱动器、延时驱动器、高频变压器、整流电路，DC/DC逆变桥由四个功率开关管组成，该DC/DC逆变桥输入端连接到外部直流电压源，驱动信号发生器产生二路驱动信号，一路输入高端驱动器，驱动DC/DC逆变桥的超前桥壁，另一路输入延时驱动器，DC/DC逆变桥的滞后桥壁由驱动信号经过RC延时(1微秒左右)后输入高端驱动器进行驱动，DC/DC逆变桥输出高频方波信号送入高频变压器，经高频变压器输出高压波信号，再经整流电路整流后输出高压直流给DC/AC逆变电路，高频变压器的输出端有电流传感器W2，电流传感器W2对DC/DC逆变桥输出电流采样检测，当电流大于额定值时，电流传感器W2输出一高电平关闭DC/DC逆变部分，对DC/DC逆变部分做短路保护。

进一步优选的是，驱动信号发生器为专用电源芯片SG3525，开环输出驱动信号；高端驱动器为IR2110，驱动DC/DC逆变桥的超前桥壁。

优选的是，所述延时驱动器包括RC延时电路与高端驱动器，驱动信号发生器产生的驱动信号经过RC延时后送入高端驱动器IR2110，由高端驱动器IR2110直接驱动DC/DC逆变桥的滞后桥壁。在全桥DC/DC变换中，滞后桥壁通过RC延时电路实现，使之具有软开关特性。

优选的是，控制电路包括微控制器MCU和高端驱动器，微控制器MCU产生4路驱动信号给高端驱动器，高端驱动器驱动由四个功率开关管组成的DC/AC逆变桥，微控制器MCU同时与输出端子连接，通过传感器采集输出的电信号，高端驱动器主要采用IR2110芯片；滤波电路为典型的LC滤波电路。

进一步优选的是，微控制器MCU为单片机，单片机电路构成全数字脉宽调制信号电路，产生DC/AC逆变信号，由单片机控制产生SPWM脉宽调制波形，产生的调制信号到高端驱动器驱动DC/AC逆变桥，输出幅值为300-380V的高压SPWM波，经LC滤波电路，输出稳定的纯正弦波，控制电路采集输出的电压和电流反馈信号，最终输出稳定的220V交流。