[实用新型]一种数字式大功率逆变电源

说明书

【技术领域】

本实用新型属于电力电子技术领域，具体涉及一种数字式大功率逆变电源。

【背景技术】

目前，逆变电源的种类繁多，广泛应用于电力、通讯、医疗、工业设备、军用车载、船舶、新能源发电等领域，但大多数种类的逆变电源输出功率无法大范围的可控调节，而且输出脉冲脉宽和占空比也不能范围内连续可调，这就无法满足特定设备的供电需求。

【发明内容】

本实用新型的目的是为了解决现有技术中大多数种类的逆变电源输出功率无法大范围的可控调节的问题，提出一种可触摸屏数控数字式大功率逆变电源。

本实用新型的优选方案还为数字式大功率逆变电源提供一种防止短路、过压、干扰的辅助电路，解决了数字式大功率逆变电源中的Boost电路和Buck电路IGBT关断时电压尖峰过高的问题。

为解决上述技术问题，本实用新型提出一种数字式大功率逆变电源，包括电流主回路及其配套的控制系统。

电流主回路包括三相全桥整流器、软启动装置、Boost升压电路、Buck降压电路、功率开关器件组成的全桥逆变电路。

优选的，Boost升压电路，包括电感、IGBT半桥模块、IGBT驱动器、直流母线支撑电容；IGBT半桥模块中的一个IGBT管处于常闭状态，作传统Boost电路中的二极管用，另一个IGBT管通过控制算法控制其开通信号的占空比来实现直流母线的升压；直流母线支撑电容用于为后续的电路提供一个相对稳定的直流电压。

优选的，Buck降压电路，包括IGBT半桥模块、IGBT驱动器、电感、直流母线支撑电容，IGBT半桥模块中的一个IGBT管处于常闭状态，作传统Boost电路中的二极管用，另一个IGBT管通过控制算法控制其开通信号的占空比来实现直流母线的升压；直流母线电容用于为后续的逆变电路提供一个相对稳定的直流电压。

优选的，IGBT半桥模块，还可以用一个可控功率开关管和一个功率二极管组合来代替实现。

优选的，功率开关器件组成的全桥逆变电路，包括组成全桥的四个功率开关管及其驱动电路。

优选的，全桥逆变电路是IGBT全桥逆变电路，其包括两个IGBT半桥模块、相对应的两个IGBT驱动器。

优选的，配套的控制系统包括辅助电源、散热风机、电压电流监测、实现控制方式的触摸屏、信号转接板、控制板。

优选的，配套的控制系统的触摸屏用于与控制板进行通讯数据的传输，电网电压显示、设备主要功能器件的工作状态显示、数字式调控输出功率、数字式调控IGBT开关频率、数字式调控输出方波脉宽及占空比、数显关键器件的温度。

优选的，配套的控制系统的信号转接板用于电压电流信号采样、控制电源转换及分配、风机启停、IGBT温度信号采样及过温保护、与IGBT驱动板信号传输、与控制板信号传输。

优选的，配套的控制系统的控制板利用双DSP+FPGA作为控制核心，AD对采样信号作模数转换。

本公开提供了一种拓扑结构新颖的可触摸屏数控数字式大功率逆变电源。控制板的软件控制方式包括功率调节功能，采用功率/电压双闭环PI调节算法实现逆变电源在数控式输出功率范围内连续可调；逆变桥开关频率的调节实现逆变电源在数控式逆变桥开关频率范围内连续可调；输出脉冲宽度及占空比可调功能实现逆变电源在数控式输出方波脉宽及占空比范围内连续可调。同时，在控制系统的控制下，电流主回路协调工作使得该逆变电源的故障保护功能完善，输出电压范围宽，控制性能优良。

【附图说明】

图1是本实用新型实施例1的整机系统电气拓扑图。

其中，1是电源保护及滤波电路结构；2是整流桥结构；3是软启动装置结构；4是Boost电路结构；5是Buck电路结构；6是逆变电路结构；7是变压器结构。

图2是本实用新型实施例1的电源保护及滤波电路示意图。

图3是本实用新型实施例1的整流桥示意图。

图4是本实用新型实施例1的软启动装置结构示意图。

图5是本实用新型实施例1的Boost电路结构示意图。

图6是本实用新型实施例1的Buck电路结构示意图。

图7是本实用新型实施例1的逆变电路结构示意图。

图8是本实用新型实施例1的变压器结构示意图。

图9是本实用新型实施例1的控制系统功能框图。

图10是本实用新型实施例2的软件控制的功率调节控制流程图。

图11是本实用新型实施例3的逆变桥开关频率调节功能控制流程图。