本实用新型属于电源技术领域，具体涉及一种可调频调压的不间断式单相正弦电源。
背景技术：
不间断式电源是供应不间断电能的电源，不会因短暂停电而中断供电，能够有效保护对电源稳定性要求较高的设备。当市电输入正常时，系统为负载提供稳定的输出；当市电中断(如事故停电)时，系统立即将直流电能，通过逆变器转换，继续向负载供应交流电能，使负载维持正常工作。
而现有的不间断式单相正弦电源当应用于不同的交流电动机时，无法调频调压的电源，灵活性很差。因此有必要设计一种可便捷调频调压的新型不间断式单相正弦电源。
技术实现要素：
本实用新型的目的在于针对现有技术的不足之处，提供一种可便捷调频调压的新型不间断式单相正弦电源。
为解决上述技术问题，本实用新型提供了一种可调频调压的不间断式单相正弦电源，其特征在于，包括交流输入模块、直流供电模块、输入切换模块、交流输出模块、控制模块、采样模块；所述交流输入模块与所述输入切换模块相连，所述交流输入模块包括第一切换电路、整流电路、第一电压变换电路，输入的电压依次经过所述第一切换电路、所述整流电路和所述第一电压变换电路；所述直流供电模块与所述输入切换模块相连；所述输入切换模块与所述交流输出模块相连，所述输入切换模块包括第二切换电路；所述交流输出模块包括第二电压变换电路、逆变电路，输入的电压依次经过所述第二电压变换电路和所述逆变电路；所述采样模块分别与所述交流输入模块和所述交流输出模块相连；所述控制模块分别与所述交流输入模块、所述输入切换模块、所述交流输出模块和所述采样模块相连。
在一实施例中，所述第一切换电路为由三极管驱动的两路继电器。
在一实施例中，所述整流电路为4个二极管组成的整流桥。
在一实施例中，所述第一电压变换电路为buck电路。
在一实施例中，所述直流供电模块为可充电锂电池。
在一实施例中，所述第二切换电路包括单刀双掷继电器。
在一实施例中，所述第二电压变换电路为boost电路。
在一实施例中，所述逆变电路为全桥逆变电路。
在一实施例中，所述控制模块包括mcu、fpga、lcd屏和矩阵键盘。
与现有技术相比，本实用新型的有益效果为：通过采用多个电压变换电路和逆变电路使得该不间断电源的输出电压频率可调。
附图说明
图1是本实用新型的系统结构示意图；
图2是本实用新型的一个实施例的交流输入处理模块的电路图；
图3是本实用新型的一个实施例的输入切换模块的电路图；
图4是本实用新型的一个实施例的交流输出模块的电路图；
图5是本实用新型的一个实施例的lcd和矩阵键盘的示意图。
具体实施方式
为了使本技术领域的人员更好地理解本说明书中的技术方案，下面将结合本说明书实施例中的附图，对本说明书实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本说明书一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本说明书中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本说明书保护的范围。而且所描述的附图仅是示意性的而非限制性的。
在本文中，为使描述简洁，未对各个实施方案或实施例中的各个技术特征的所有可能的组合都进行描述。因此，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，各个实施方案或实施例中的各个技术特征可以进行任意的组合，所有可能的组合都应当认为是本说明书记载的范围。
本实用新型中出现的不属于实用新型保护客体的内容都是为了使本领域技术人员更容易理解本方案，不应理解为对这些内容寻求保护，且这些内容均属于现有技术。
在本发明实施例的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是有线通信地连接，也可以是无线通信地连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通；可以指的上述的一种含义，也可以指的是多种含义。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
如附图1所示，本实用新型公开了一种可调频调压的不间断式单相正弦电源，其特征在于，包括交流输入模块1、直流供电模块2、输入切换模块3、交流输出模块4、控制模块6、采样模块5；所述交流输入模块1与所述输入切换模块3相连，所述交流输入模块包括第一切换电路101、整流电路102、第一电压变换电路103，输入的电压依次经过所述第一切换电路101、所述整流电路102和所述第一电压变换电路103；所述直流供电模块2与所述输入切换模块3相连；所述输入切换模块3与所述交流输出模块4相连，所述输入切换模块3包括第二切换电路；所述交流输出模块4包括第二电压变换电路401、逆变电路402，输入的电压依次经过所述第二电压变换电路401和所述逆变电路402；所述采样模块5分别与所述交流输入模块1和所述交流输出模块4相连；所述控制模块6分别与所述交流输入模块1、所述输入切换模块3、所述交流输出模块4和所述采样模块5相连。
按照本实施例，当市电或者外部输入的电力正常时，所述第一切换电路101将电路连通，供电进入所述交流输入模块1，经过所述整流电路102整流，再经过所述第一电压变换电路103进行电压变换后进入所述输入切换模块3，此时所述输入切换模块3将所述交流输入模块1与所述交流输出模块4连通，因此电力会经所述第二电压变换电路401进行电压变换，再经所述逆变电路402逆变成交流后输出给负载。所述采样模块5持续采集所述交流输入模块1和所述交流输出模块4处的电压电流，并将数据传送给所述控制模块6，所述控制模块6根据传送来数据调整其传送给所述交流输入模块1、所述输入切换模块3和所述交流输出模块4的控制信号。当所述控制模块6检测到当市电或者外部输入的电力异常时，所述控制模块6控制所述第一切换电路101将所述市电或者外部输入与所述交流输入模块1断开，控制所述第二切换电路将所述交流输入模块1与所述交流输出模块4断开并将所述直流供电模块2与所述交流输出模块连通，由所述直流供电模块2经所述输入切换模块3和所述交流输出模块4给负载供电。
如附图2所示，在一实施例中，所述第一切换电路(101)为由三极管驱动的两路继电器。所述第一切换电路(101)中的接收所述控制模块6的控制信号进行切换，当输入电压不正常时，软件控制模块6控制两路继电器切断输入。
在一实施例中，所述整流电路102为4个二极管组成的整流桥。将输入的交流电转换为直流电。所述整流电路102也可以为半控整流电路或者全控整流电路。
在一实施例中，所述第一电压变换电路103为buck电路。buck电路包括一个磁芯为ee55/28/25、3股0.8mm直径漆包线绕制的1.2mh电感，二个mosfet开关管csd19536和一个基于栅极自举驱动原理的半桥驱动芯片ucc27211，一个10mf耐压100v的电解电容，所述控制模块6输出的占空比可调的pwm波控制半桥驱动芯片。所述第一电压变换电路103也可以为其它电压变换电路，比如buck-boost电路等。
在一实施例中，所述直流供电模块2为可充电锂电池。所述直流供电模块2也可以为其它储能装置，比如超级电容。
如附图3所示，在一实施例中，所述第二切换电路包括单刀双掷继电器。输入切换模块3包括5v供电单刀双掷继电器srd-05vdc-sl-c、三极管s9013、二极管1n4148和发光二极管；单刀双掷继电器中，开关的公共端(com)接交流输出模块4，开关的另外两个端口(in1和in2)分别接交流输入模块1和直流供电模块2；控制模块6的控制信号控制单刀双掷继电器连接不同的端口，以使系统工作在不同的模式。在本实施例中，控制信号为低时，输入切换模块3将交流输入模块1和交流输出模块4相连，系统处于交流供电工作状态；控制信号为高时，输入切换模块3将直流供电模块2和交流输出模块4相连，系统处于直流供电工作状态。
如附图4所示，在一实施例中，所述第二电压变换电路为boost电路。boos电路包括一个磁芯为ee55/28/25、3股0.8mm直径漆包线绕制的0.8mh电感，二个mosfet开关管csd19536和一个基于栅极自举驱动原理的半桥驱动芯片ucc27211，一个10mf耐压100v的电解电容，所述控制模块6输出的占空比可调的pwm波控制半桥驱动芯片。
在一实施例中，所述逆变电路为全桥逆变电路。全桥逆变电路包含全桥电路和lc滤波电路；全桥电路包括四个mosfet开关管csd19536构成全桥，两个半桥驱动电路驱动ucc27211；lc滤波电路包括磁芯为ee55/28/25、3股1.2mm直径漆包线绕制的1mh电感和20μfcbb电容，用于滤去全桥电路输出的高频成分；控制模块6输出的调制波频率可调的两路反向spwm波可控制全桥逆变模块的输出交流电频率。
如附图5所示，在一实施例中，所述控制模块包括mcu、fpga、lcd屏和矩阵键盘。用户可通过lcd屏幕了解系统当前的工作状态(交流供电，直流供电和断电保护)和工作参数(设定输出电压，设定输出频率，交流输入处理模块1实际输入、输出电压，交流输出模块4实际输入、输出电压和交流输出模块4实际输出电流)。控制模块6会根据采样值和设定值，通过pid算法调整系统的工作，使输出电压稳定在设定值左右；用户可通过4×4矩阵键盘修改设定输出电压，设定输出频率，还可以通过按键在系统断电保护后，使系统重新工作。
在一实施例中，电压电流采样模块5包括ad采样芯片ads8688和线性稳压器lm1117，对交流输入模块1的交流输入和直流输出和交流输出模块4的直流输入和交流输出进行采样，将采集到的数据发送给控制模块6作为电路反馈；其中交流输入模块1的输出电压和交流输出模块4的输入电压为直流，电阻分压后再进行采样，交流输入处理模块1的输入电压和交流输出模块4的输出电压、电流为交流，分别经过互感器tv1013、ta1015和双运放芯片opa2197搭建的电压互感电路和电流互感电路，再进行采样。
应当理解的是，本说明书未详细阐述的部分均属于现有技术。本实用新型的保护范围不限于上述的实施例，显然，本领域的技术人员可以对本实用新型进行各种改动和变形而不脱离本实用新型的范围和精神。倘若这些改动和变形属于本实用新型权利要求及其等同技术的范围，则本实用新型的意图也包含这些改动和变形在内。
1.一种可调频调压的不间断式单相正弦电源，其特征在于，包括交流输入模块(1)、直流供电模块(2)、输入切换模块(3)、交流输出模块(4)、控制模块(6)、采样模块(5)；
所述交流输入模块(1)与所述输入切换模块(3)相连，所述交流输入模块包括第一切换电路(101)、整流电路(102)、第一电压变换电路(103)，输入的电压依次经过所述第一切换电路(101)、所述整流电路(102)和所述第一电压变换电路(103)；
所述直流供电模块(2)与所述输入切换模块(3)相连；
所述输入切换模块(3)与所述交流输出模块(4)相连，所述输入切换模块(3)包括第二切换电路；
所述交流输出模块(4)包括第二电压变换电路(401)、逆变电路(402)，输入的电压依次经过所述第二电压变换电路(401)和所述逆变电路(402)；
所述采样模块(5)分别与所述交流输入模块(1)和所述交流输出模块(4)相连；
所述控制模块(6)分别与所述交流输入模块(1)、所述输入切换模块(3)、所述交流输出模块(4)和所述采样模块(5)相连。
2.根据权利要求1所述的可调频调压的不间断式单相正弦电源，其特征在于：所述第一切换电路为由三极管驱动的两路继电器。
3.根据权利要求1所述的可调频调压的不间断式单相正弦电源，其特征在于：所述整流电路为4个二极管组成的整流桥。
4.根据权利要求1所述的可调频调压的不间断式单相正弦电源，其特征在于：所述第一电压变换电路为buck电路。
5.根据权利要求1所述的可调频调压的不间断式单相正弦电源，其特征在于：所述直流供电模块为可充电锂电池。
6.根据权利要求1所述的可调频调压的不间断式单相正弦电源，其特征在于：所述第二切换电路包括单刀双掷继电器。
7.根据权利要求1所述的可调频调压的不间断式单相正弦电源，其特征在于：所述第二电压变换电路为boost电路。
8.根据权利要求1所述的可调频调压的不间断式单相正弦电源，其特征在于：所述逆变电路为全桥逆变电路。
9.根据权利要求1所述的可调频调压的不间断式单相正弦电源，其特征在于：所述控制模块包括mcu、fpga、lcd屏和矩阵键盘。
技术总结