[发明专利]一种逆变电源电路

摘要

本发明涉及一种逆变电源电路。目前逆变电路的教学多采用常规的逆变电路，在实验中学生对逆变电路的原理可以得到一定的认识，但对于创新性、设计性的实验无法实现。本发明包括依次连接的主电路、输出滤波电路、驱动电路、SPWM产生电路、信号放大电路、主控电路。本发明设计了积木式、模块化的逆变电源电路，可分解、可累加、控制方法可灵活多变，增加了逆变电路教学的灵活性、多样性，有效提升教学效率。本发明在教学中大大提升教学效果和激发学生的研究、创新精神，有利于提升学生对逆变电路的新方法、新手段的创新和实践。

主权项

一种逆变电源电路，包括主电路(1)、输出滤波电路(2)、驱动电路(3)、SPWM产生电路(4)、信号放大电路(5)、主控电路(6)，其特征在于：所述的主电路(1)包括四个NMOS管、四个二极管、四个电阻、五个电容；第一NMOS管M1的漏极、第一二极管D1的阳极、第一电阻R1的一端、第二NMOS管M2的漏极、第二二极管D2的阳极、第二电阻R2的一端连接后接稳压电容C的一端，并通过保险丝F接直流电源的正极；第一二极管D1的阴极和第一电阻R1的另一端接第一电容C1的一端，第二二极管D2的阴极和第二电阻R2的另一端接第二电容C2的一端；第一NMOS管M1的源极、第三NMOS管M3的漏极、第一电容C1的另一端、第三二极管D3的阳极、第三电阻R3的一端相接，作为SPWM信号正端；第二NMOS管M2的源极、第四NMOS管M4的漏极、第二电容C2的另一端、第四二极管D4的阳极、第四电阻R4的一端相接，作为SPWM信号负端；第三二极管D3的阴极和第三电阻R3的另一端接第三电容C3的一端，第四二极管D4的阴极和第四电阻R4的另一端接第四电容C4的一端，第三NMOS管M3的源极、第三电容C3的另一端、第四NMOS管M4的源极、第四电容C4的另一端连接后接稳压电容C的另一端，并接直流电源的负极；所述的输出滤波电路(2)包括一个电感、一个电容、一个电流互感器、一个电压互感器、四个电阻；主电路(1)的SPWM信号正端接电感L的一端，电感L的另一端和第五电阻R5的一端接第五电容C5的一端，第五电阻R5的另一端接电流互感器T1输入线圈的一端，电流互感器T1输入线圈的另一端与第六电阻R6的一端连接后作为交流电源输出的一端，第六电阻R6的另一端接电压互感器T2输入线圈的一端，电压互感器T2输入线圈的另一端与第五电容C5的另一端连接后接主电路(1)的SPWM信号负端，并作为交流电源输出的另一端；电流互感器T1输出线圈的两端分别接第七电阻R7的两端，电压互感器T2输出线圈的两端分别接第八电阻R8的两端；所述的驱动电路(3)包括两个驱动芯片、两个二极管、四个电容和十个电阻；第一驱动芯片U1的SD脚通过第九电阻R19与VCC脚连接后接12V电源正极，第一驱动芯片U1的COM脚接12V电源负极；第一驱动芯片U1的HO脚接第十电阻R10的一端，第一驱动芯片U1的VS脚接第七电容C7的一端、第十一电阻R11的一端以及第一NMOS管M1的源极，第十电阻R10的另一端与第十一电阻R11的另一端连接后接第一NMOS管M1的栅极；第一驱动芯片U1的LO脚接第十二电阻R12的一端，第十二电阻R12的另一端与第十三电阻R13的一端连接后接第三NMOS管M3的栅极；第一驱动芯片U1的VB脚接第七电容C7的另一端和第五二极管D5的阴极，第五二极管D5的阳极接第六电容C6的一端，第六电容C6的另一端接第一驱动芯片U1的COM脚，并与第十三电阻R13的另一端连接后接第三NMOS管M3的源极；第二驱动芯片U2的SD脚通过第十四电阻R14与VCC脚连接后接12V电源正极，第二驱动芯片U2的COM脚接12V电源负极；第二驱动芯片U2的HO脚接第十五电阻R15的一端，第二驱动芯片U2的VS脚接第九电容C9的一端、第十六电阻R16的一端以及第二NMOS管M2的源极，第十五电阻R15的另一端与第十六电阻R16的另一端连接后接第二NMOS管M2的栅极；第二驱动芯片U2的LO脚接第十七电阻R17的一端，第十七电阻R17的另一端与第十八电阻R18的一端连接后接第四NMOS管M4的栅极；第二驱动芯片U2的VB脚接第九电容C9的另一端和第六二极管D6的阴极，第六二极管D6的阳极接第八电容C8的一端，第八电容C8的另一端接第二驱动芯片U2的COM脚，并与第十八电阻R18的另一端连接后接第四NMOS管M4的源极；所述的SPWM产生电路(4)包括四个比较放大器、两个光耦隔离器、四个二极管、三个稳压管、八个电容和十七个电阻；第一比较放大器U3的反相输入端与第十电容C10和第十九电阻R19的一端连接，第一比较放大器U3的同相输入端、第二比较放大器U4的反相输入端、第十一电容C11的一端、第七二极管D7的阳极、第八二极管D8的阴极连接后接地；第一比较放大器U3的输出端接第十电容C10的另一端，以及第二十电阻R20、第二十一电阻R21、第二十二电阻R22的一端，第一比较放大器U3的正电源端接+15V电源，并通过第十二电容C12接地，第一比较放大器U3的负电源端接‑15V电源，并通过第十三电容C13接地；第二十电阻R20的另一端和第二十三电阻R23的一端接第二比较放大器U4的同相输入端，第二比较放大器U4的输出端接第二十四电阻R24和第二十五电阻R25的一端，第二比较放大器U4的正电源端和第二十四电阻R24的另一端连接后接+15V电源，并通过第十四电容C14接地；第二比较放大器U4的负电源端和第十一电容C11的另一端连接后接‑15V电源；第十九电阻R19、第二十三电阻R23、第二十五电阻R25的另一端接第九二极管D9的阴极和第十二极管D10的阳极，第十二极管D10的阴极、第七二极管D7的阴极和第十五电容C15的一端接第一稳压管DW1的阴极，第九二极管D9的阳极、第八二极管D8的阳极和第十五电容C15的另一端接第一稳压管DW1的阳极；第二十一电阻R21的另一端与第二十六电阻R26的一端连接后接第三比较放大器U5的反相输入端，第二十二电阻R22的另一端与第二十七电阻R27的一端连接后接第四比较放大器U6的反相输入端，第三比较放大器U5的同相输入端通过第二十八电阻R28接地，第四比较放大器U6的同相输入端通过第二十九电阻R29接地；第一光耦隔离器U7的A脚通过第三十电阻R30接+15V电源，K脚接第三比较放大器U5的输出端，V+脚接第三十一电阻R31、第三十二电阻R32、第十六电容C16的一端，以及第二稳压管DW2的阴极，第三十二电阻R32的另一端接+12V电源，第三十一电阻R31的另一端与第一光耦隔离器U7的O脚连接后接第一驱动芯片U1的IN脚，第二稳压管DW2的阳极和第十六电容C16的另一端与第一光耦隔离器U7的V‑脚连接后接12V地；第二光耦隔离器U8的A脚通过第三十三电阻R33接+15V电源，K脚接第四比较放大器U6的输出端，V+脚接第三十四电阻R34、第三十五电阻R35、第十七电容C17的一端，以及第三稳压管DW3的阴极，第三十五电阻R35的另一端接+12V电源，第三十四电阻R34的另一端与第二光耦隔离器U8的O脚连接后接第二驱动芯片U2的IN脚，第三稳压管DW3的阳极和第十七电容C17的另一端与第二光耦隔离器U8的V‑脚连接后接12V地；所述的信号放大电路(5)包括结构相同的两路，每路信号放大电路包括两个运算放大器、七个电阻和一个电容；第三十六电阻R36和第三十七电阻R37的一端接第一运算放大器U9的反相输入端，第三十六电阻R36的另一端接第十八电容C18的一端，第一运算放大器U9的输出端接第三十七电阻R37的另一端和第三十八电阻R38的一端，第三十八电阻R38的另一端和第三十九电阻R39的一端接第二运算放大器U10的反相输入端，第三十九电阻R39的另一端和第四十电阻R40的一端接第二运算放大器U10的输出端，第一运算放大器U9的同相输入端通过第四十一电阻R41接+5V地，第二运算放大器U10的同相输入端通过第四十二电阻R42接+5V地；两路信号放大电路中的第十八电容C18的另一端分别接主控芯片U的两个模拟输出管脚，两路信号放大电路中的第四十电阻R40的另一端接SPWM产生电路(4)中第二十六电阻R26和第二十七电阻R27的另一端；所述的主控电路(6)包括一个主控芯片U、一个光耦隔离器和一个电阻；第三光耦隔离器U11的发光二极管阳极端通过第四十三电阻R43接+5V电源,发光二极管阴极端接主控芯片U一个输出管脚，输出滤波电路(2)中的电流互感器和电压互感器的输出线圈的两端接主控芯片U的AD输入引脚，第三光耦隔离器U11的三极管发射极接地，集电极接驱动电路(3)中第一驱动芯片U1和第二驱动芯片U1的SD脚。