全數位化正弦波脈寬調製信號發生器的製作方法
2023-09-24 12:08:10
專利名稱：全數位化正弦波脈寬調製信號發生器的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種脈寬調製信號發生器，應用於逆變控制裝置等電路中。
現有的脈寬調製信號產生電路多為模擬電路或模擬數字混合電路，不易精確控制調製頻率和調製比。
鑑於上述，本實用新型的目的是設計一種可方便地控制調製頻率和調製比的全數位化脈寬調製信號發生器。
為實現上述目的，本實用新型採用以下技術方案一種全數位化正弦波脈寬調製信號發生器，有一單片機，其特徵在於單片機的兩個模擬信號輸入腳分別接有電壓、電流信號採集器，單片機輸出的兩個調製信號和一個控制信號接四個門電路的輸入。
在本實用新型的實施措施中所述電壓信號採集器為整流橋，所述電流信號採集器為電流互感器。
所述四個門電路均為或非門。
所述單片機輸出的控制信號分為兩路，一路接第一、二或非門的第二輸入端，另一路經反相後接第三、四或非門的第二輸入端；所述單片機輸出的兩個調製信號中，第一個調製信號經反相後接第二、四或非門的第一輸入端，另一個調製信號接第一、三或非門的第一輸入端。
單片機產生脈寬調製信號，並採集逆變裝置的輸出電壓和電流信號，單片機對採集的信號進行模數轉換，並依此計算調製比來控制單片機產生的脈寬調製信號，單片機的調製控制信號經四個門電路送到逆變裝置的四個橋臂上，通過對四個橋臂的通斷控制，實現對逆變裝置輸出電壓的控制。
本實用新型的優點是全數位化、結構簡單、可實時控制控制輸出電壓、調製迅速。
以下結合附圖和實施例對本實用新型作詳細說明。
圖1是本實用新型的電路原理圖。
本實用新型有一外殼，圖1所示電路中有一單片機U1，型號為74373的U3、U5構成地址鎖存器，型號為27256的U2、U4構成存儲器。單片機U1的兩個模擬信號輸入腳ACH0、ACH1分別接有電壓、電流信號採集器，單片機U1的兩個調製信號輸出腳WG1、WG1和控制信號輸出腳P2.0接四個門電路U7A～U7D的輸入。
電壓信號採集器為整流橋BA，電流信號採集器為電流互感器S1，四個門電路U7A～U7D均為或非門。單片機U1輸出的兩個調製信號和一個控制信號分別經驅動器NO1～NO3再接四個門電路的輸入。
單片機U1的P2.0腳輸出的控制信號分為兩路，一路接或非門U7A～U7B的第二輸入端，另一路經非門U8B反相後接或非門U7C～U7D的第二輸入端。單片機U1輸出的兩個調製信號中，第一個調製信號經非門U8A反相後接或非門U7A、U7D的第一輸入端，另一個調製信號接或非門U7B、U7C的第一輸入端。
下面敘述工作原理本實用新型用80C196單片機的三相波形發生器(WG)產生脈寬調製信號(PWM)，在16MHZ晶振時，驅動信號頻率可高達8MHZ，此PWM信號的佔空比根據規則採樣法計算得到的數值確定。單片機的P2.0腳產生頻率為50HZ的方波信號，用來控制逆變裝置輸出電壓的頻率。單片機的波形發生器產生的PWM信號和P2.0送出的方波信號一起經非門和或非門後得到四路調製信號DR1～DR4，此四路調製信號控制逆變裝置中四個橋臂的導通和關斷。為防止同一橋臂上兩個功率管發生直通造成短路，本實用新型可以通過編程設置四路調製信號的死區時間，在16MHZ晶振時，死區時間範圍在0.125μs～125μs之間。此外，還可以實現電路啟動和關斷時各橋臂的互鎖。
由變壓器(圖中未示)經整流橋BA檢測逆變裝置的輸出電壓送入單片機的ACHO腳，由電流互感器S1檢測逆變裝置的輸出電流送入單片機的ACH1腳。檢測到的信號經單片機模數轉換後，單片機再根據此數值大小計算調製比，從而控制單片機的波形發生器所產生的PWM信號，實現對逆變裝置輸出電壓的控制。
本實用新型的調製方式為正弦波脈寬調製。
以上僅為本實用新型的較佳實施例，任何基於本實用新型的等同變換，均應在本實用新型的保護範圍之內。
權利要求1.一種全數位化正弦波脈寬調製信號發生器，有一單片機，其特徵在於單片機的兩個模擬信號輸入腳分別接有電壓、電流信號採集器，單片機輸出的兩個調製信號和一個控制信號接四個門電路的輸入。
2.如權利要求1所述的全數位化正弦波脈寬調製信號發生器，其特徵在於所述電壓信號採集器為整流橋。
3.如權利要求1所述的全數位化正弦波脈寬調製信號發生器，其特徵在於所述電流信號採集器為電流互感器。
4.如權利要求1所述的全數位化正弦波脈寬調製信號發生器，其特徵在於所述四個門電路均為或非門；所述單片機輸出的控制信號分為兩路，一路接第一、二或非門的第二輸入端，另一路經反相後接第三、四或非門的第二輸入端；所述單片機輸出的兩個調製信號中，第一個調製信號經反相後接第二、四或非門的第一輸入端，另一個調製信號接第一、三或非門的第一輸入端。
5.如權利要求1或4所述的全數位化正弦波脈寬調製信號發生器，其特徵在於所述單片機輸出的兩個調製信號和一個控制信號均經驅動器再接四個門電路的輸入。
專利摘要本實用新型有一單片機,單片機的兩個模擬信號輸入腳分別接有電壓、電流信號採集器,單片機輸出的調製信號和控制信號接四個門電路的輸入。單片機對採集的信號進行模數轉換,並依此計算調製比控制單片機產生的脈寬調製信號,單片機輸出的調製控制信號經四個門電路送到逆變裝置的四個橋臂上,通過對四個橋臂的通斷控制,實現對逆變裝置輸出電壓的控制。其優點是全數位化、結構簡單、可實時控制控制輸出電壓、調製迅速。
文檔編號H03K7/00GK2371728SQ9920453
公開日2000年3月29日 申請日期1999年2月9日 優先權日1999年2月9日
發明者徐偉新, 顏必長, 張立新 申請人:北京自動化技術研究院