三相程控交流電源裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001 ] 本發(fā)明屬于電力電子技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種三相程控交流電源裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]從能源供應(yīng)的角度來考慮，太陽能無疑是符合可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略的理想綠色能源之一。全球能源專家們認為，太陽能將成為本世紀(jì)最重要的能源之一。太陽能發(fā)電系統(tǒng)就成為了熱門話題，太陽能電池板，光伏逆變器等成為個企業(yè)研究的對象，當(dāng)光伏逆變器的檢測無疑也備受關(guān)注。本文就是設(shè)計一個三相程控交流電源裝置來模擬電網(wǎng)來檢測逆變器是否能達到并網(wǎng)要求。在電力設(shè)備參數(shù)的高電壓測試中，經(jīng)常需要一種在一定范圍內(nèi)電壓連續(xù)可調(diào)、波形失真小、頻率穩(wěn)定的高壓交流電源作為測量的激勵源。以前多直接采用升壓變壓器獲得高電壓，再通過繼電器改變變壓器變化實現(xiàn)電壓的調(diào)整。因其只有有限個離散點，所以電壓不能連續(xù)調(diào)節(jié)。另一方面，由于輸出波形與市電波形不相同，所以失真嚴(yán)重。用它作為基準(zhǔn)激勵源，常常造成測量誤差。因此傳統(tǒng)的模擬變頻電源已遠遠不能滿足現(xiàn)代應(yīng)用的要求。另外市場上常見的程控電源還有采用模擬閉環(huán)方式來保證輸出信號的準(zhǔn)確度，即在反饋環(huán)節(jié)上通過輸出采樣、精密整流和比較積分等模擬環(huán)節(jié)實現(xiàn)，其硬件設(shè)計復(fù)雜，體積大、笨，并且由于模擬電路的溫漂、時漂的影響，難以達到較高的精度。
[0003]為此，研制出高可靠性、高穩(wěn)定性、功能豐富、操作簡單的三相程控交流電源裝置已成為亟待解決的問題，并對其它三相交流設(shè)備也有普遍的意義。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的目的是提供一種三相程控交流電源裝置。解決了現(xiàn)有技術(shù)中存在的波形輸出失真，測量誤差多，程控反應(yīng)慢，硬件設(shè)計復(fù)雜，體積大、笨，難以達到較高的精度等問題。
[0005]本發(fā)明的技術(shù)方案是三相程控交流電源裝置，其包括:不控整流電路、逆變電路、交流LC濾波電路、被測逆變器、人機界面、隔離驅(qū)動電路、主控單元、升壓電路、隔離反饋電路，其特征是:不控整流電路輸入市電后經(jīng)電解電容連接到升壓電路，通過升壓電路連接到逆變電路，再由逆變電路輸出到交流LC濾波電路后到被測逆變器和隔離反饋電路，隔離反饋電路采集的電壓和電流反饋到主控單元，由主控單元產(chǎn)生的PWM控制信號通過隔離驅(qū)動電路產(chǎn)生的PWM驅(qū)動信號驅(qū)動逆變電路，主控單元與人機界面連接。
[0006]所述的不控整流電路是全橋整流電路，由四個HER108 二極管組成。
[0007]所述的升壓電路是Boost升壓電路，Boost升壓電路還連接有TL494芯片，通過TL494芯片的El與E2管腳產(chǎn)生的PWM IN信號來驅(qū)動Boost升壓電路，Boost升壓電路選用的絕緣柵雙極型晶體管的型號為IRGB20B120UD-EP。
[0008]所述的逆變電路是三相全橋逆變電路，由六個IRGB20B120UD-EP型號的絕緣柵雙極型晶體管組成。
[0009]所述的隔離驅(qū)動電路是IR2235驅(qū)動芯片。
[0010]所述的隔離反饋電路是由霍爾傳感器JCE25-TSNP和JCE-L25P采集逆變器輸入的電流和電壓。
[0011]所述的霍爾傳感器JCE25-TSNP和JCE-L25P分別與兩個LM324連接，分別起阻抗變換和信號調(diào)理作用。
[0012]所述的人機界面是由128X64 IXD液晶顯示器和4X4按鍵組成。
[0013]所述的主控單元采用的芯片是TMS320F2812。
[0014]本發(fā)明的有益效果是為了使系統(tǒng)輸出的電壓幅值、頻率及其它參數(shù)的精度達到一定的精度等級，本設(shè)計在整流電路中選用快速恢復(fù)型二級管HER810產(chǎn)生所需的脈動直流電，加上濾波電解電容產(chǎn)生直流電，通過Boost升壓電路產(chǎn)生所需逆變的直流電壓，通過三相全橋逆變電路和LC濾波電路產(chǎn)生所需的交流電。本系統(tǒng)采用霍爾傳感器JCE25-TSNP和JCE-L25P采集逆變器輸入的電流和電壓，從而達到雙閉環(huán)調(diào)節(jié)系統(tǒng)以滿足要求，雙閉環(huán)調(diào)節(jié)環(huán)節(jié)是整個系統(tǒng)輸出大功率正弦信號的穩(wěn)壓精度控制的核心。人機接口模塊由128X64IXD液晶顯示器和4X4按鍵組成，用來輸入和顯示系統(tǒng)工作的參數(shù)，實現(xiàn)可視化。
【附圖說明】
[0015]圖1是三相程控交流電源裝置整體控制框圖；
圖2是三相程控交流電源裝置主電路原理圖；
圖3是升壓電路；
圖4是Boost升壓電路的霍爾JCE-L25P直流電壓采樣電路；
圖5是Boost升壓電路的驅(qū)動電路；
圖6是隔離驅(qū)動電路；
圖7是霍爾JCE-L25P電壓采樣電路；
圖8是霍爾JCE25-TSNP電流采樣電路。
【具體實施方式】
[0016]實施例1
三相程控交流電源裝置，其包括:不控整流電路、逆變電路、交流LC濾波電路、被測逆變器、人機界面、隔離驅(qū)動電路、主控單元、升壓電路、隔離反饋電路，其特征是:不控整流電路輸入市電后經(jīng)電解電容連接到升壓電路，通過升壓電路連接到逆變電路，再由逆變電路輸出到交流LC濾波電路后到被測逆變器和隔離反饋電路，隔離反饋電路采集的電壓和電流反饋到主控單元，由主控單元產(chǎn)生的PWM控制信號通過隔離驅(qū)動電路產(chǎn)生的PWM驅(qū)動信號驅(qū)動逆變電路，主控單元與人機界面連接。
[0017]三相程控交流電源裝置整體控制框圖和主電路原理圖如圖1和圖2所示。不控整流電路輸入市電后將交流電變?yōu)槊}動的直流電，經(jīng)電解電容濾波后成為直流電，再連接到Boost升壓電路，通過Boost升壓電路連接到三相全橋逆變電路，再由三相全橋逆變電路輸出到交流LC濾波電路后到被測逆變器和隔離反饋電路，隔離反饋電路采用霍爾JCE-L25P電壓采樣電路和霍爾JCE25-TSNP電流采樣電路，采集的電壓和電流反饋到主控單元，由主控單元產(chǎn)生的PWM控制信號通過隔離驅(qū)動電路產(chǎn)生的PWM驅(qū)動信號驅(qū)動逆變電路，主控單元與人機界面連接。
[0018]三相程控交流電源裝置在電路設(shè)計上主要采用集成電路來完成，特別是主控芯片采用數(shù)字信號處理芯片TMS320F2812來控制。主控芯片的穩(wěn)定性好，反應(yīng)速度快，以數(shù)字方式處理信號，從而解決了現(xiàn)有技術(shù)中存在的波形輸出失真，測量誤差多，程控反應(yīng)慢。由于采用大規(guī)模集成電路設(shè)計，從而解決了硬件設(shè)計復(fù)雜，體積大、笨，難以達到較高的精度等問題。
[0019]三相程控交流電源裝置設(shè)計的核心就實現(xiàn)電壓和頻率的程控，具體實施過程如下:
電壓調(diào)節(jié)
主控單元根據(jù)霍爾傳感器JCE25-TSNP和JCE-L25P反饋回的電壓和電流信號，需要實時計算更新主控單元產(chǎn)生的PWM波的占空比，從而控制輸出電壓幅值。
[0020]頻率調(diào)節(jié)
先設(shè)計一種由主控單元產(chǎn)生50Hz的PWM波，但是當(dāng)輸入頻率發(fā)生變化，那么主控單元應(yīng)該能夠立刻檢測到頻率的變化，并通過調(diào)頻算法改變PWM波的頻率，使之與輸入電壓同頻。設(shè)計思路:同樣根據(jù)主控單元生成PWM波機理，利用霍爾電流采樣元件JCE25-TSNP獲取逆變輸出的電流信號結(jié)合給定的電壓信號，將采