一種電力逆變器的市電輸入與逆變輸出切換電路制造技術

本實用新型專利技術公開了一種電力逆變器的市電輸入與逆變輸出切換電路，包括主切換電路、市電輸入檢測電路，逆變信號檢測電路和單片機，市電輸入檢測電路和逆變信號檢測電路的信號輸出端分別接單片機對應的信號輸入端；主切換電路包括輸出繼電器和兩個切換繼電器，第一切換繼電器的常閉觸點接逆變輸出火線，常開觸點接市電輸入火線，公共觸點接輸出繼電器的第一觸點，輸出繼電器的第二觸點接交流輸出火線；第二切換繼電器的常閉觸點接逆變輸出零線，常開觸點接市電輸入零線，公共觸點接交流輸出零線；輸出繼電器驅動電路和切換繼電器驅動電路的信號輸入端分別接單片機的信號輸出端。本實用新型專利技術通過同時切換零火線的方法消除安全隱患，安全性能優越。（*該技術在2024年保護過期，可自由使用*）

【技術實現步驟摘要】
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]本技術涉及電力逆變器控制電路，尤其涉及一種電力逆變器的市電輸入與逆變輸出切換電路。[
技術介紹
]電力逆變器的切換功能主要是切換電網輸入和逆變輸出，電力逆變器是需要直流輸入和市電輸入的，如果只有直流輸入，當直流輸入端蓄電池存儲的電用完的時候，負載就會掉電。此時如果有市電輸入，當蓄電池存儲的電用完的時候逆變器的輸出可以通過切換電路自動切到電網上，由電網來給負載供電。傳統的電力逆變器切換電路如圖1至圖4所示，包括主切換電路、市電輸入檢測電路，逆變信號檢測電路和單片機U18。在圖1中，主切換電路的主要器件切換繼電器RLY3，繼電器RLY3的2腳和5腳之間是繼電器線圈，3腳是常開觸點，4腳是常閉觸點，1腳是動觸點即公共觸點。繼電器RLY3的驅動電路包括三極管Q1和電阻R1。繼電器RLY3線圈的供電+12V接到2腳，C27和C12為濾波電容，穩壓管ZD1為三極管Q1的電壓鉗位，因為當繼電器RYL3的線圈斷電時會產生一個反向電動勢并且會有一個很高的尖峰，尖峰電壓超過穩壓管的穩壓值ZD1就擊穿把電壓鉗位在穩壓管的穩壓值上，保證三極管不被擊穿。圖1中，AC?INPUT?L是市電輸入火線、AC?INPUT?N是市電輸入零線、AC?INPUT?G0NDP是地線。AC?OUTPUT?L是交流輸出火線、AC?OUTPUT?N是交流輸出零線、AC?OUTPUT?GNDP輸出端的地線。INVERTER?INPUT?L是逆變輸出火線，INVERTERINPUT?N是逆變輸出零線。接在市電輸入的零線與火線之間的電容C120和C121是X電容其作用是抑制差模干擾，接在市電輸入的火線和地線以及零線和地線之間的電容C126和C122以及C127和C123是Y電容其作用是抑制共模干擾。當在電源跨線電路中使用電容器來消除噪音時，不僅僅只有正常電壓，還必須考慮到異常的脈沖電壓(如雷擊)的產生，這可能會導致電容器冒煙或者起火。所以，跨線電容器的安全標準對于在不同國家有嚴格規定，故必須使用經過安全認證的電容器。接在市電輸入零線與火線之間的元件MOV1是壓敏電阻，俗稱浪涌吸收器。當零線與火線之間的諧波干擾大于MOV1的閾值電壓時其阻值突然變小，把過高的電壓消耗在本身上，正常情況下其阻值很大。接在輸出端的X電容C128和Y電容C29、C130其作用和接在輸入端口的X電容Y電容相同。如圖3所示，在市電輸入檢測電路中，由運放U2A和相關元器件組成的差分放大電路。市電輸入火線AC?INPUT?L通過電阻R225送到U2A的2腳(反相輸入端)，市電輸入零線由電阻R227與電阻R226分壓后送到U2A的3腳(同相輸入端)，反饋電阻R228和R100，把U2A的輸出信號反饋到U2A的2腳。AC?INPUT?L和AC?INPUT?N端口接入市電后U2A的1腳輸出幅值為5V的正弦波。由U2B與相關元器件組成的是全橋精密整流電路，R63把U2A輸出端(1腳)輸出的信號送到U2B的6腳(反相輸入端)，R101是反饋電阻，當6腳輸入為正弦波的正半周時U2B的輸出端(7腳)輸出為負半周，正半周通過R101到端口LINE.V此時D45截止，R101做耦合電阻用U2B工作在開環狀態。當6腳輸入為正弦波的負半周時U2B的7腳輸出為正半周，D45導通，此時U2B工作在閉環狀態，端口LINE.V得到正弦波的正半周，D46截至防止U2B的7腳輸出的正半周反灌到U2B的6腳。由此看以得到由U2B的6腳輸入的正弦波經過精密整流電路后端口LINE.V得到的是100HZ的脈動直流。U2A的輸出端(1腳)輸出的另一路信號給Q10的基極，當Q10基極為正弦波正半周時三極管Q10飽和導通，端口LINE.ZC為0V，當Q10的基極為正弦波的負半周時三極管Q10截止，端口LINE.ZC為5V。在端口LINE.ZC得到50HZ/5V的脈沖信號(用作過零信號)。如圖2所示，逆變信號檢測電路為全波整流電路，端口INVERTER?INPUT?L和端口INVERTER?INPUT?N接逆變器的輸出，由二極管D11和D12整流后，經電阻R179和R177、R178分壓后，端口INV.V得到電壓低于5V，頻率為100HZ的脈動直流。控制電路主要由單片機U18組成，在圖4中，單片機U18只示出有關切換電路所需要的四個引腳：LINE.ZC(市電輸入頻率檢測信號-輸入引腳)、LINE.V(市電輸入電壓檢測信號-輸入引腳)、INV.V(逆變檢測信號-輸入引腳)、O/P.RLY(繼電器控制信號-輸出引腳)。逆變器正常工作時單片機U18的端口INV.V得到正常的逆變檢測信號；當沒有市電輸入時，市電輸入檢測端口LINE.ZC和LINE.V得不到正常的信號，端口O/P.RLY無動作，即輸出為0V。逆變器接入市電后，市電輸入檢測端口LINE.ZC得到正常的過零信號，單片機內部用于鎖定市電相位的運算，端口LINE.V得到100HZ的脈動直流，單片機內部用于計算市電輸入電壓值，當單片機跟蹤并鎖定市電相位，并且市電輸入電壓在正常范圍內，此時端口O/P.RLY輸出5V高電平。主切換電路，逆變器正常工作，沒有市電輸入時由于單片機端口O/P.RLY輸出為0V所以三極管Q1基極電壓為0V，三極管Q1工作在截至狀態，繼電器線圈無電流流過繼電器不動作。因為逆變輸出火線端口INVERTER?INPUT?L接在繼電器的常閉觸點4上，繼電器1腳輸出為逆變輸出火線，逆變輸出零線是直接接到輸出零線上，所以此時輸出端口AC?OUTPUT?L和AC?OUTPUT?N輸出的點為逆變輸出的交流電。逆變器正常工作有市電輸入時由于單片機端口O/P.RLY輸出為5V所以三極管Q1基極電壓為5V，三極管工作在導通狀態，繼電器線圈有電流流過繼電器動作。繼電器觸電1由4跳到3上，輸出火線端口AC?OUTPUT?L接在市電輸入的火線上，市電輸入零線是直接接到輸出零線上，所以此時輸出端口AC?OUTPUT?L和AC?OUTPUT?N輸出的點為市電輸入的交流電。傳統的電力逆變器切換電路存在安全隱患，電路中是直接把市電輸入零線逆變輸出零線和交流輸出零線直接相連，如果用戶把市電輸入的零線接成火線那么輸出端的零線也變成火線，這種現象很可能威脅到人身生命安全。[
技術實現思路
]本技術要解決的技術問題是提供一種安全性好的電力逆變器的市電輸入與逆變輸出切換電路。為了解決上述技術問題，本技術采用的技術方案是，一本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種電力逆變器的市電輸入與逆變輸出切換電路，包括主切換電路、市電輸入檢測電路，逆變信號檢測電路和單片機，市電輸入檢測電路和逆變信號檢測電路的信號輸出端分別接單片機對應的信號輸入端，其特征在于，主切換電路包括輸出繼電器和兩個切換繼電器，第一切換繼電器的常閉觸點接逆變輸出火線，常開觸點接市電輸入火線，公共觸點接輸出繼電器的第一觸點，輸出繼電器的第二觸點接交流輸出火線；第二切換繼電器的常閉觸點接逆變輸出零線，常開觸點接市電輸入零線，公共觸點接交流輸出零線；輸出繼電器驅動電路的控制信號輸入端接單片機第一控制信號輸出端，切換繼電器驅動電路的控制信號輸入端接單片機第二控制信號輸出端。

【技術特征摘要】
1.一種電力逆變器的市電輸入與逆變輸出切換電路，包括主切換電路、市電輸入檢測電路，逆變信號檢測電路和單片機，市電輸入檢測電路和逆變信號檢測電路的信號輸出端分別接單片機對應的信號輸入端，其特征在于，主切換電路包括輸出繼電器和兩個切換繼電器，第一切換繼電器的常閉觸點接逆變輸出火線，常開觸點接市電輸入火線，公共觸點接輸出繼電器的第一觸點，輸出繼電器的第二觸點接交流輸出火線；第二切換繼電器的常閉觸點接逆變輸出零線，常開觸點接市電輸入零線，公共觸點接交流輸出零線；輸出繼電器驅動電路的控制信號輸入端接單片機第一控制信號輸出端，切換繼電器驅動電路的控制信號輸入端接單片機第二控制信號輸出端。
2.根據權利要求1所述的市電輸入與逆變輸出切換電路，其特征在于，逆變信號檢測電路包括第一二極管、第二二極管、第一電阻和第二電阻，逆變輸出火線接第一二極管陽極，逆變輸出零線接第二二極管陽極，第一二極管和第二二極管的陰極接第一電阻的第一端，第一電阻的第一端通過第二電阻接地，第一電阻的第二端作為逆變信號檢測電路信號輸出端接單片機的逆變檢測信號輸入端。
3.根據權利要求1所述的市電輸入與逆變輸出切換電路，其特征在于，市電輸入檢測電路包括第一運放和第二運放，市電輸入火線通過第三電阻接第一運放的反相輸入端，市電輸入零線通過第四電阻與接第一運放的同相輸入端，第一運放的同相輸入端通過第五電阻接地，反饋電阻接在第一運放的輸出端與反相輸入端之間；第一運放的輸出端接第一三極管的基極，第一三極管的集電極通過第六電阻接芯片電源，發射極接地，第一三極管的集電極接單片機市電輸入頻率檢測信號輸入端；第一運放輸出端通過第八電阻接第二運放的反相輸?入端，第二運放的同相輸入端接地；第三二極管的陽極接第二運放的輸出端，第三二極管的陰極通過第二反饋電阻接第二運放的反相輸...

【專利技術屬性】
技術研發人員：黨亞磊，朱玉文，余峰，
申請(專利權)人：深圳市科瑞愛特科技開發有限公司，
類型：新型
國別省市：廣東;44