專利名稱：單次高頻功率變換帶動態(tài)預(yù)負(fù)載正弦波逆變電路的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種正弦波逆變電路。
為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的技術(shù)方案是單次高頻功率變換帶動態(tài)預(yù)負(fù)載正弦波逆變電路，其特征在于包括DC/DC變換電路2、動態(tài)預(yù)負(fù)載電路3、逆變橋電路4，直流電源1向DC/DC變換電路2提供輸入直流電源，單片機(jī)電路構(gòu)成的逆變信號電路產(chǎn)生高精度的半正弦波基準(zhǔn)信號對DC/DC變換電路2進(jìn)行高頻開關(guān)控制，DC/DC變換電路2的輸出接動態(tài)負(fù)載電路3和逆變橋電路4，逆變橋電路4輸出端經(jīng)濾波電路5接交流負(fù)載6。
所述DC/DC變換電路2由大功率高頻開關(guān)器件(V1、V3、V4)、磁性元件(電感器L1、變壓器T1等)和電容器(C1、C2)構(gòu)成。
所述逆變橋電路4由兩組大功率高頻開關(guān)器件(V6、V11和V7、V10)構(gòu)成。
所述動態(tài)預(yù)負(fù)載主電路3由大功率開關(guān)器件V5和電阻R1構(gòu)成。
所述DC/DC變換電路2為單端正激式變換器，其原邊開關(guān)器件V1為大功率MOSFET，變壓器T1為高頻功率變壓器，整流管V3、V4為快恢復(fù)二極管。
所述逆變橋電路4由兩組大功率IGBT(V6、V11和V7、V10)構(gòu)成。
所述動態(tài)預(yù)負(fù)載電路3由大功率MOSFET和取樣電阻器R1構(gòu)成。
逆變過程僅有一次發(fā)于DC/DC變換電路高頻功率變換。
逆變橋電路工作于低頻零電壓開關(guān)狀態(tài)。
在整個(gè)逆變電路處于空載或輕載時(shí)動態(tài)預(yù)負(fù)載電路3為DC/DC變換電路2提供較大的負(fù)載，以便產(chǎn)生正常的半正弦波直流脈沖，當(dāng)逆變橋電路4交流負(fù)載較大時(shí)動態(tài)預(yù)負(fù)載電路停止工作。
本發(fā)明采用單片機(jī)電路構(gòu)成逆變信號電路，能送出高精度的半正弦波基準(zhǔn)信號至脈沖寬度調(diào)制(PWM)IC，對DC/DC變換電路2進(jìn)行高頻開關(guān)控制，因而可實(shí)現(xiàn)對逆變器輸出電壓的控制；能送出基準(zhǔn)信號至動態(tài)預(yù)負(fù)載電路3，逆變器輕載時(shí)為DC/DC變換電路2提供較大的負(fù)載，以便產(chǎn)生正常的半正弦波直流脈沖，而當(dāng)逆變器交流負(fù)載較大時(shí)動態(tài)預(yù)負(fù)載電路3停止工作；能控制逆變橋電路4，以實(shí)現(xiàn)對半正弦直流脈沖的低頻零電壓倒換，輸出正弦波電壓。
本發(fā)明DC/DC變換電路2將直流電壓經(jīng)高頻開關(guān)變換為半正弦直流脈沖，逆變橋4再將該脈沖低頻倒換為正弦波電壓。在整個(gè)直流/交流正弦波的變換過程中，僅有一次高頻變換，開關(guān)損耗較??；逆變橋電路4倒換時(shí)，加于功率開關(guān)器件上的電壓為零，開關(guān)損耗最低，極大地提高了逆變效率。
DC/DC變換電路2由半正弦波信號控制，將直流電壓變換為半正弦直流脈沖電壓，此處為高頻變換；在整個(gè)逆變電路處于空載或輕載時(shí)動態(tài)預(yù)負(fù)載電路3為DC/DC變換電路2提供較大的負(fù)載，以便產(chǎn)生正常的半正弦波直流脈沖，當(dāng)逆變橋電路4交流負(fù)載較大時(shí)動態(tài)預(yù)負(fù)載電路停止工作，以降低損耗；逆變橋電路4的兩組橋臂在直流半正弦波脈沖的過零點(diǎn)交替導(dǎo)通和關(guān)斷，將半正弦直流電壓脈沖倒換為交流正弦波電壓，此處為零電壓低頻變換。
工作原理如下直流電源1電壓通過變換電路2原邊開關(guān)器件V1的高速通斷，變?yōu)楦哳l直流脈沖，由于V1受半正弦波基準(zhǔn)的控制，該脈沖也經(jīng)過了半正弦波調(diào)制，脈沖經(jīng)變壓器T1耦合到變壓器的次級經(jīng)V3整流，并由L1、C2濾波變?yōu)槠交陌胝抑绷髅}沖；由于濾波電容器C2的存在，當(dāng)逆變電路輕載時(shí)，C2的放電時(shí)間長，會影響半正弦脈沖的下降沿，此時(shí)，動態(tài)預(yù)負(fù)載3功率管V5導(dǎo)通，加速C2的放電以避免波形的失真；在半正弦脈沖的過零點(diǎn)，逆變橋電路4的開關(guān)管V6、V10導(dǎo)通，構(gòu)成電流回路，電流流向ACN，在下一個(gè)過零點(diǎn)V6、V10關(guān)斷，同時(shí)V7、V11導(dǎo)通，電流流向ACL，如此循環(huán)往復(fù)，交流輸出端即有正弦波電壓輸出至交流負(fù)載6。整個(gè)變換過程僅有發(fā)生于DC/DC變換電路2的一次高頻變換；逆變橋電路4的倒換頻率和交流輸出頻率相同，為低頻。同時(shí)，逆變橋電路4倒換時(shí)，加于功率開關(guān)器件上的電壓為零，開關(guān)損耗最低。交流輸出電壓的幅度、頻率和相位皆由DC/DC變換電路2決定。
權(quán)利要求
1.單次高頻功率變換帶動態(tài)預(yù)負(fù)載正弦波逆變電路，其特征在于包括DC/DC變換電路(2)、動態(tài)預(yù)負(fù)載電路(3)、逆變橋電路(4)，直流電源(1)向DC/DC變換電路(2)提供輸入直流電源，單片機(jī)電路構(gòu)成的逆變信號電路產(chǎn)生高精度的半正弦波基準(zhǔn)信號對DC/DC變換電路(2)進(jìn)行高頻開關(guān)控制，DC/DC變換電路(2)的輸出接動態(tài)負(fù)載電路(3)和逆變橋電路(4)，逆變橋電路(4)輸出端經(jīng)濾波電路(5)接交流負(fù)載(6)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的單次高頻功率變換帶動態(tài)預(yù)負(fù)載正弦波逆變電路，其特征是所述DC/DC變換電路(2)主要由大功率高頻開關(guān)器件(V1)、大功率高頻開關(guān)器件(V3)、大功率高頻開關(guān)器件(V4)、磁性元件電感器L1、磁性元件變壓器T1和電容器(C1)、電容器(C2)構(gòu)成。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的單次高頻功率變換帶動態(tài)預(yù)負(fù)載正弦波逆變電路，其特征是所述逆變橋電路4由兩組大功率高頻開關(guān)器件(V6)、(V11)和大功率高頻開關(guān)器件(V7)、(V10)構(gòu)成。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的單次高頻功率變換帶動態(tài)預(yù)負(fù)載正弦波逆變電路，其特征是所述動態(tài)預(yù)負(fù)載電路3由大功率開關(guān)器件V5和取樣電阻R1構(gòu)成。
5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的單次高頻功率變換帶動態(tài)預(yù)負(fù)載正弦波逆變電路，其特征是所述DC/DC變換電路2為單端正激式變換器，其原邊開關(guān)器件V1為大功率MOSFET，變壓器T1為高頻功率變壓器，整流管V3、V4為快恢復(fù)二極管。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的單次高頻功率變換帶動態(tài)預(yù)負(fù)載正弦波逆變電路，其特征是逆變過程僅有一次發(fā)于DC/DC變換電路高頻功率變換。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的單次高頻功率變換帶動態(tài)預(yù)負(fù)載正弦波逆變電路，其特征是逆變橋電路工作于低頻零電壓開關(guān)狀態(tài)。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的單次高頻功率變換帶動態(tài)預(yù)負(fù)載正弦波逆變電路，其特征是在整個(gè)逆變電路處于空載或輕載時(shí)動態(tài)預(yù)負(fù)載電路3為DC/DC變換電路2提供較大的負(fù)載，以便產(chǎn)生正常的半正弦波直流脈沖，當(dāng)逆變橋電路4交流負(fù)載較大時(shí)動態(tài)預(yù)負(fù)載電路停止工作。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種正弦波逆變電路。單次高頻功率變換帶動態(tài)預(yù)負(fù)載正弦波逆變電路,包括DC/DC變換電路(2)、動態(tài)預(yù)負(fù)載電路(3)、逆變橋電路(4),直流電源(1)向DC/DC變換電路(2)提供輸入直流電源,單片機(jī)電路構(gòu)成逆變信號電路產(chǎn)生高精度的半正弦波基準(zhǔn)信號對DC/DC變換電路(2)進(jìn)行高頻開關(guān)控制,DC/DC變換電路(2)的輸出接動態(tài)負(fù)載電路(3)和逆變橋電路(4),逆變橋電路(4)輸出端經(jīng)濾波電路(5)接交流負(fù)載(6)。在整個(gè)直流/交流正弦波的變換過程中,僅有一次高頻變換,降低開關(guān)損耗,極大地提高了逆變效率。
文檔編號H02M7/501GK1374746SQ02115710
公開日2002年10月16日 申請日期2002年4月12日 優(yōu)先權(quán)日2002年4月12日
發(fā)明者姚繼忠 申請人:武漢洲際通信電源集團(tuán)有限責(zé)任公司