[实用新型]一种基于单片机的交流直接变换器

摘要

本实用新型涉及一种基于单片机的交流直接变换器，包括相连接的控制系统、驱动电路和变换主电路，控制系统为采用脉宽调制技术的控制系统，变换主电路由依次连接的交流斩波器、高频变压器、相位恢复器和输出滤波器组成；交流斩波器为一个由四个双向开关构成带有两个半桥臂的具有双向电流流通能力的全桥电路，其中每两个双向开关构成一个半桥臂。该实用新型克服了现有的交流转直流再转交流的间接变换器成本高、变换级数多、效率低、拓扑结构复杂、对电网的污染以及交流直接变换技术中交流电网与负载无电气隔离容易导致电网污染的缺点，具有成本低、变换级数少、效率高、拓扑结构简单、适用于大功率场合和无电网污染的优点。

主权项

一种基于单片机的交流直接变换器，其特征在于：包括控制系统(1)、驱动电路(3)和变换主电路(2)；控制系统(1)为采用脉宽调制技术的控制系统，其包括相连接的微控制器(4)与闭环控制电路(5)；微控制器(4)包括主控芯片(41)、复位电路(42)、CPU辅助电源(43)和输入输出装置(44)；闭环控制电路(5)包括反馈电路K2和反馈电路K3；变换主电路(2)包括交流斩波器(7)、高频变压器(8)、相位恢复器(9)和输出滤波器(10)；输入输出装置(44)与主控芯片(41)连接，用于向主控芯片(41)输入设定值U_ref或I_ref，并用于显示主控芯片(41)输出的反馈信号I_f或反馈信号U_f；主控芯片(41)分别与复位电路(42)、CPU辅助电源(43)、反馈电路K2、反馈电路K3、驱动电路(3)连接，用于接收输入输出装置(44)输入的设定值U_ref或I_ref，将由反馈电路K3获得的反馈信号U_f与设定值U_ref或者将由反馈电路K2获得的反馈信号I_f与设定值I_ref进行比例积分调节运算得到误差信号Es，产生脉宽调制控制信号发送给驱动电路(3)；驱动电路(3)与变换主电路(2)的交流斩波器(7)和相位恢复器(9)连接，用于将脉宽调制控制信号放大后发送给交流斩波器(7)和相位恢复器(9)；反馈电路K2与负载(11)连接，用于采集负载(11)的输出电流Io将其转化为反馈信号I_f；反馈电路K3与负载(11)连接，用于采集负载(11)的输出电压Uo将其转化为反馈信号U_f；所述交流斩波器(7)为一个由四个双向开关(71)构成带有两个半桥臂的具有双向电流流通能力的全桥电路，其中每两个双向开关(71)构成一个半桥臂；交流斩波器(7)与高频变压器(8)的原边连接，用于对输入的交流信号进行高频斩波，将调制后的高频方波送入高频变压器(8)原边；高频变压器(8)的副边与相位恢复器(9)连接，用于输出高频斩波信号给相位恢复器(9)；相位恢复器(9)与输出滤波器(10)连接，用于将高频变压器(8)副边耦合过来的高频信号进行相位恢复，并传给输出滤波器(10)；输出滤波器(10)与负载(11)连接，用于对相位恢复器(9)发送的经相位恢复后的高频信号进行高频成分的滤除以输出所需要的交流电发送给负载(11)；所述相位恢复器(9)和交流斩波器(7)的结构相同，为一个由四个双向开关(71)构成带有两个半桥臂的全桥电路，其中每两个双向开关(71)构成一个半桥臂；交流斩波器(7)和相位恢复器(9)各自的全桥电路中位于不同半桥臂上的一个双向开关(71)两两为一组，控制系统(1)的主控芯片(41)向交流斩波器(7)和相位恢复器(9)各自的一组双向开关(71)发送同样的脉宽调制控制信号，向交流斩波器(7)和相位恢复器(9)各自的另一组双向开关(71)发送同样但互补的脉宽调制控制信号。