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专利号: 2013100753302
申请人: 滁州学院
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
专利领域: 发电、变电或配电
更新日期:2024-04-12
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.PWM斩波数控交流电源,其特征是,包括三角波发生电路、PWM波产生电路、同步检查及控制电路、单片机U14、电源电路、显示电路、隔离及驱动电路和斩波电路;所述三角波电路与所述PWM波产生电路相连接,三角波发生电路将生成的三角波输入至PWM波产生电路;

所述PWM波产生电路与所述单片机和同步检查及控制电路相连接,PWM波产生电路在单片机的控制下产生PWM波并将PWM波输入至同步检查及控制电路;所述同步检查及控制电路与所述隔离及驱动电路相连接,同步检查及控制电路产生与220V工频频率相同且相位相同和相位差180°的两路矩形波;所述隔离及驱动电路与所述斩波电路相连接,隔离及驱动电路用于隔离电源的强电和弱电控制部分并驱动斩波电路的绝缘栅双极型晶体管;所述斩波电路与所述显示电路相连接,用于根据PWM波产生单相正弦波交流电;所述显示电路与单片机和斩波电路相连接,显示电路用于实时显示所述斩波电路输出的交流电压;

所述三角波发生电路包括运算放大器U1、运算放大器U2、电阻R1~R5、电容C1和二极管D1;所述三角波发生电路和所述PWM波产生电路之间还设置有分压电路和加法电路;所述运算放大器U1的输出端依次通过电阻R1和电阻R2与所述运算放大器U2的反相输入端相连接,所述运算放大器U1的反相输入端接地;所述电阻R3的一端与所述运算放大器U1的同相输入端相连接,所述电阻R3的另一端连接在所述电阻R1和所述电阻R2之间;所述二极管D1的一端连接在所述电阻R1和所述电阻R2之间,所述二极管D1的另一端接地;所述电阻R4的一端连接在所述运算放大器U1的同相输入端上,所述电阻R4的另一端连接在运算放大器U2的输出端上;所述电阻R5的一端连接在运算放大器U2的同相输入端上,所述电阻R5的另一端连接在所述二极管D1的接地的一端上;所述电容C1的一端连接在所述运算放大器U2的反相输入端上,所述电容C1的另一端连接在运算放大器U2的输出端上;

所述PWM波产生电路包括电压比较器U4和上拉电阻R12;所述电压比较器U4的同相输入端和反相输入端分别与所述单片机U14和所述加法电路相连接,所述上拉电阻R12的一端与所述电压比较器U4的输出端相连接,所述上拉电阻R12的另一端连接电源VCC并与所述电压比较器U4的VCC端相连接;

所述同步检查及控制电路包括降压电路、比较电路和缓冲电路;所述降压电路包括降压变压器T1;所述比较电路包括比较器U5、比较器U6、电阻R13和电阻R14;所述缓冲电路包括三极管Q1、三极管Q2、电阻R15~R18;所述降压变压器T1的副边的一个端子接地,所述所述降压变压器T1的副边的另一个端子与所述比较器U5的同相输入端和比较器U6的反相输入端相连接;所述电阻R13连接在所述比较器U5的VCC端和输出端之间,所述电阻R14连接在所述比较器U6的VCC端和输出端之间;所述电阻R15的一端与所述比较器U5的输出端相连接,所述电阻R15的另一端与所述三极管Q1的基极相连接;所述三极管Q1的发射极接地,所述三极管Q1的集电极通过所述电阻R17连接电源VCC1;所述电阻R16的一端与所述比较器U6的输出端相连接,所述电阻R16的另一端与所述三极管Q2的基极相连接;

所述三极管Q2的发射极接地,所述三极管Q2的集电极通过所述电阻R18连接电源VCC1;

所述隔离及驱动电路包括或非门U7、或非门U8、电阻R19~R24、光电耦合器U9、光电耦合器U10、三极管Q3和三极管Q4;所述或非门U7的两个输入端分别连接所述同步检查及控制电路和所述PWM波产生电路,所述或非门U7的输出端通过电阻R19与光电耦合器U9的输入端相连接,光电耦合器U9的一个输出端连接在所述三极管Q3的基极上,所述三极管Q3的基极和集电极分别通过电阻R21和电阻R22连接电源VCC,所述三极管Q3的发射极与光耦U9的另一个输出端相连接并与所述三极管Q4的发射极相连接;所述或非门U8的两个输入端分别连接所述同步检查及控制电路和所述PWM波产生电路,所述或非门U8的输出端通过电阻R20与光电耦合器U10的输入端相连接,光电耦合器U10的一个输出端连接在所述三极管Q4的基极上,所述三极管Q4的基极和集电极分别通过电阻R23和电阻R24连接电源VCC;所述三极管Q4的发射极与光耦U10的另一个输出端相连接并与所述三极管Q3的发射极相连接;

所述斩波电路包括隔离变压器T2、绝缘栅双极型晶体管Q5、绝缘栅双极型晶体管Q6、二极管D2、二极管D3、电感L1、电容C3和电阻R29;所述隔离变压器T2的副边的第一端子依次通过三极管Q5、三极管Q6、电感L1、电阻R29与隔离变压器T2的副边的第二端子相连接;所述二极管D2的负极与所述隔离变压器T2的副边的第一端子相连接,所述二极管D2的正极连接在所述三极管Q5、三极管Q6之间并与二极管D3的正极相连接,二极管D3的负极连接在所述三极管Q6、电感L1之间;所述电容C3与所述电阻R29相并联连接;

所述电源电路包括整流桥D4、整流桥D5、变压器T3、电容C10~C12、电容C14~C19、电阻R25~R28、稳压器U11~U13;

变压器T3的副边的两端部的抽头分别与所述整流桥D4的第二端子和整流桥D4的第三端子相连接,变压器T3的副边的中间抽头与整流桥D5的第二端子相连接;所述整流桥D4的第一端子与稳压器U11的第一端子相连接,所述整流桥D4的第一端子依次通过电容C10、电容C16与整流桥D4的第四端子相连接,所述整流桥D4的第一端子还依次通过电容C11、电容C15与整流桥D4的第四端子相连接,所述整流桥D4的第四端子与稳压器U12的第一端子相连接;稳压器U11的第二端子依次通过电阻R25、电阻R26与稳压器U12的第二端子相连接;所述稳压器U11的第三端子依次通过电容C12、电容C14与稳压器U12的第三端子相连接;所述电阻R28的两端分别连接在所述稳压器U11的第二端子和稳压器U11的第三端子上;所述电阻R27的两端分别连接在所述稳压器U12的第二端子和稳压器U12的第三端子上;所述整流桥D4的第三端子与电容C10和电容C16之间的连接点、电阻R25和电阻R26之间的连接点、电容C12和电容C14之间的连接点相连接并接地,所述整流桥D4的第三端子还与整流桥D5的第三端子相连接;电容C17的两端、电容C18的两端分别连接在所述整流桥D5的第一端子和整流桥D5的第四端子上,整流桥D5的第一端子还与稳压器U13的第一端子相连接,整流桥D5的第四端子与稳压器U13的第二端子相连接并接地,稳压器U13的第三端子通过电容C19连接在所述稳压器U13的第二端子上。

2.根据权利要求1所述的PWM斩波数控交流电源,其特征是,所述电压比较器U4为双电压比较器集成电路LM393。

3.根据权利要求1所述的PWM斩波数控交流电源,其特征是,所述比较器U5和比较器U6为双电压比较器LM393AD。

4.根据权利要求1所述的PWM斩波数控交流电源,其特征是,所述稳压器U11为降压型线性稳压器LM337,稳压器U12为可调节三端正电压稳压器LM317,稳压器U13为三端稳压集成电路LM7805。

5.根据权利要求1所述的PWM斩波数控交流电源,其特征是,所述单片机U14为微控制器AT89S52。