[发明专利]一种高精度正弦波变频电源及其实现方法

摘要

一种高精度正弦波变频电源及其实现方法，它涉及一种变频电源及其实现方法。本发明的目的是为了解决现有技术中的正弦波变频电源波形畸变率高和不能精确抑制负载谐波电流的问题。本发明包括三角波发生器、比较器、控制芯片、功率变换器和LC滤波电路，三角波发生器的输出端和控制芯片D/A接口通过比较器连接驱动电路，驱动电路的输出端连接功率器件的控制端，功率变换器连接LC滤波电路，LC滤波电路的输出端为正弦波变频电源的输出端。本发明具有良好的动态控制响应性能和有效降低控制器输出电压的谐波含量。

主权项

1.一种高精度正弦波变频电源的实现方法，高精度正弦波变频电源，包括信号发生单元、驱动电路、检测单元和功率变换单元，信号发生单元的输出端通过驱动电路连接功率变换单元，功率变换单元的输出端连接负载，所述检测单元的输入端连接功率变换单元的输出端，检测单元的输出端连接信号发生单元，其特征在于：所述信号发生单元包括三角波发生器、比较器、高通滤波器和控制芯片，功率变换单元包括功率变换器和LC滤波电路，三角波发生器的输出端连接比较器，控制芯片D/A接口通过高通滤波器连接比较器，比较器的输出端连接驱动电路，驱动电路的输出端连接功率器件的控制端，功率变换器连接LC滤波电路，LC滤波电路的输出端为正弦波变频电源的输出端；其特征在于：在无抑制谐波电压信号时，三角波发生器输出的载波与控制负载电压信号数字化计算后由控制芯片D/A输出经高通滤波器变换后与比较器输出功率器件的精确SPWM驱动信号；存在抑制谐波电压信号时，通过以下步骤实现：步骤一、利用检测单元检测负载电流，确定抑制各次谐波电流的电压值，将各次谐波电压的实时值相加得到抑制谐波电流的电压信号，具体为：检测单元实现负载电流检测ix＝Imsin(ωt+θx)，其中x表示负载三相电流ABC，Im为电流幅值，ω＝2πf为基本角频率，θx为相位，由信号调理电路变换使得负载电流检测信号与控制芯片的A/D信号匹配；对数字化的电流信号进行相关计算和FFT运算得到负载电流大小、谐波电流分量组成和各次谐波电流幅值大小及谐波电流相位值，谐波电压值由ui＝‑xiii计算，其中负号为抑制谐波电流电压方向，ii为谐波电流值，xi为谐波阻抗，下角标i代表谐波次数，由此确定控制负载电流的电压幅值和抑制各次谐波电流的各次谐波电压大小；步骤二、将步骤一所述的电压信号与控制芯片产生的控制负载电压信号相加得到复合电压信号；步骤三、所述复合电压信号由控制芯片的D/A接口输出，输出信号为直流信号，经高通滤波器转换为交流信号后与三角波发生器产生三角波比较，得出负载控制所需的电压和频率以及抑制负载谐波电流的功率器件PWM驱动信号。