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基于高频变压器的逆变器架构的设计

2022-04-24 16:04分类:变压器 阅读:

 

分立式逆变电源挑戰

分立式逆变电源应用的直流电源来源于充电电池中的太阳能发电控制模块或别的开关电源,它会依据必须将交流电变换为交流电流。在消费者对开关电源的需求不断地变动的使用中,设计方案工作人员需要可以按相串联附加的逆变电源,或是务必使商品适用三相办公环境。除此之外,她们还需合理进一步地给予该类开关电源。这就规定逆变电源选用灵巧的设计方案,可以轻轻松松融入以后的一切要求。

此外,由于主要用途的特性,这种逆变电源务必精巧且有利于带上。比如,像偏僻露营基地、船里,及其必须应急后备电源而一般又沒有电力网供电系统的场地,这种状况下就必须应用开关电源。与此同时这种类别的逆变电源务必简便实用且可以完成当场检修。

解决方法

顾客的逆变电源仅重8Kg,可接纳24V或48V的允差电池电压,可以给予2200 VA的允差輸出,高效率最多达93%。这种分立式逆变电源将电池充电工艺和逆变电源融为一体。为了更好地完成精巧的外观设计且便捷带上,顾客使用了根据变压器线圈的逆变电源构架,该构架由键入高频率输出功率级、变压器线圈、正中间直流电链接及其功率级构成。这样一来,分立式逆变电源只需借助于中小型变压器线圈,而不要像别的类似设计方案中那般选用巨大的低頻超重型变电器。

根据应用此高频率定义,联接到逆变电源的负荷基本上立即与輸出级相接,进而解决了选用低频变压器设计方案时一般遭遇的衰减系数难题。换句话说,能够根据功率级来控制负荷端全部起伏。该设计过程中遭遇的一个关键考验是,必须高效率执行此构架并輸出一个合乎頻率、工作电压和谐波电流标准的高品质正弦波形。

此外,针对怎样在沟通交流端串联及转换分立式逆变电源,顾客也遭遇多种挑戰。缘故取决于分立式逆变电源具有电压源的功效,它会造成独特的平稳输出电压并依据联接的负荷调整电流量。因而,联接2个或更好几个电压源而他们又互相同歩时,将导致负荷不一样且电流量在电压源中间流动性而不易注入负荷。这会造成 输出功率耗损并造成无功负荷。令人担忧的是,这类电流量还有可能毁坏开关电源。

假如2个电压源中间出现细微相位,也有可能发生这类不一样的状况,进而造成2个电压源中间发生工作电压差并导致电压源在沟通交流端立即相接。这是由于电阻器极低,造成 逆变电源中间造成特别大的电流量。为了更好地彻底解决这个问题,顾客使用了十分迅速且准确的操控与通讯优化算法。

由于好几个分立式逆变电源串联运作这一工作中要求,顾客务必明确提出一套模块化定义。预留逆变电源的工作方式与规范逆变电源((DC -AC)类似,它使用与发电机组同样的开关电源电子线路根据交流电(AC -DC)对蓄电池完成电池充电。现阶段,销售市场上沒有一切一款逆变电源可以适用此作用并借助于变压器线圈构架。为了更好地保持那些总体目标,务必开发设计出最新的接头和控制方法。图1中的框架图最切合地形容了这一定义。顾客设想的逆变电源系统软件包括四个不一样的程序模块,由三个不一样的数据信号控制板操纵:

1. DC-DC

2. DC-AC

3. 表明和操作界面

历经对销售市场上出示的多种多样模拟信号控制板(Digital Signal Controller,DSC)开展分析以后,顾客采用了Microchip Technology的dsPIC(r) DSC。该dsPIC DSC装有开关电源友善型外接设备,比如根据电子计数器的脉冲宽度调制(Pulse-Width-ModulaTIon,PWM)控制模块、根据仿真模拟电压比较器的报告和融洽数模转换器(Analog-to-Digital Converter,ADC)取样;除此之外还能在单独指令周期内完成迅速加法。这种作用的搭配促使dsPIC30F DSC可解决顾客逆变电源需要的各种各样操纵环优化算法的高实行速度。

此外,这种高宽比集成化的DSC清除了对很多外界元器件的要求,比如校准控制板、数据存储器、ADC和控制板局域网络(Controller Area Network,CAN)控制板。根据给予最大可以达到30 MIPS的实行速度,dsPIC30F DSC可保证 提高逆变电源系统软件的效果和稳定性。DSC的此外一个优点是适用各种各样工作标准电压(2.5V-5.5V),可保证 事后顺利升級。

DSC还有着各种各样容积的闪存芯片和RAM并选用多种多样连接选项,这也有利于完成灵巧的模块化设计逆变电源设计方案。比如,在直流电到直流电输出功率级程序模块中,dsPIC30F5015 DSC操纵充电电池键入与变压器线圈中间的高频率级。顾客还应用此元器件精准测量充电电池的工作电压和电流量。直流电到沟通交流输出功率级控制模块上采取了dsPIC30F6010A,用以使开关电源电子线路根据占比積分(ProporTIonal Integral,PI)操纵环(申请专利中)。

dsPIC30F6010A根据CAN总线与用以逆变电源前板和表明操纵的dsPIC30F5011相接。它也会依据使用者的命令调节逆变电源的作用方式。顾客专业采用了dsPIC30F5011来运行此每日任务,因为它装有66 KB的闪存芯片和一个CAN插口。此外,dsPIC30F5011的上面闪存芯片可协助储存逆变电源多语言表达操作界面的全部图型标志。依靠前板上的导航键,客户能够简单访问各种各样工作模式和菜单栏。

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