一种逆变电源装置制造方法及图纸

本实用新型专利技术实施例公开了一种逆变电源装置，所述装置包括：直流源、逆变电路、电感、电压传感器、电流传感器、电压电流采样单元、以及调制控制单元；其中，所述直流源与所述逆变电路相连；所述逆变电路的输出端通过所述电感与负载相连；所述调制控制单元的输出端与所述逆变电路的输入端相连，用于根据所述电压电流采样单元输出的电压信号和电流信号生成脉宽调制PWM驱动控制信号，以控制所述逆变电路中开关管导通和关断。本实用新型专利技术实施例提供的技术方案，使逆变电源工作于不连续导通模式，在无需外加谐振电路的情况下实现了逆变电路中功率开关器件的软开关，大幅减小了开关损耗。

【技术实现步骤摘要】

本技术实施例涉及逆变电源
，尤其涉及一种逆变电源装置。
技术介绍
高效率、高功率密度是逆变电源发展的重要方向。对于一定功率等级的逆变电源装置，其功率密度取决于装置的体积，主要在于磁性元件和散热器的体积。散热器是为了快速有效地散去逆变电源工作时产生的大量热量，避免毁坏设备。因此，其体积主要取决于逆变电源工作时的损耗大小。若能降低逆变电源的损耗，不仅能够提高逆变电源的效率，还能有效减小散热器的体积，从而提高功率密度。逆变电源中的损耗主要包括开关管损耗和磁性元件损耗。其中，功率开关管的损耗包括通态损耗和开关损耗。其中，通态损耗由开关管的导通压降和流过的电流决定，通常无法改变。而开关损耗是由开关器件在开通和关断过程中电压与电流的交叠导致的。由于每个开关周期内逆变电源的开关管会完成一次开通和关断，因此，当逆变电源为提高性能而增大开关频率必然会大幅地增大开关器件的损耗，从而大大增加了散热器件的体积和重量，因此必须采取相应的措施降低逆变电源的损耗。降低开关损耗的有效途径就是尽可能地减少开关器件电压与电流的交叠时间，而这往往是通过软开关技术实现的，即当电流为零后，使开关器件关断(或电压为零时，使开关器件开通)。在小功率逆变电源中，软开关技术主要通过外加谐振电路来实现。根据其工作原理和电路位置可分为谐振DC环节、谐振极、辅助谐振缓冲、主辅开关电路、载波控制等。利用谐振电路来实现软开关时，谐振过程会在开关器件上产生很高的电压应力与电流应力。因此，基于谐振电路的软开关技术仅仅适用于小功率领域。此外，谐振电路需要加入辅助电容、电感及开关管等元件，这使得逆变电源的控制策略变得非常复杂，影响逆变电源的稳定运行。
技术实现思路
本技术实施例提供一种逆变电源装置，以实现逆变电路中开光管软开关，降低开关管的损耗。本技术实施例提供了一种逆变电源装置，包括：直流源、逆变电路、电感、电压传感器、电流传感器、电压电流采样单元、以及调制控制单元；其中，所述直流源与所述逆变电路相连；所述逆变电路的输出端通过所述电感与负载相连；所述电压电流采样单元的输入端通过所述电压传感器和电流传感器与所述逆变电路的输出端相连，用于采集电压信号和电流信号；所述电压电流采样单元的输出端与所述调制控制单元的输入端相连，用于将采集到的电压信号和电流信号输出至所述调制控制单元；所述调制控制单元的输出端与所述逆变电路的输入端相连，用于根据所述电压电流采样单元输出的电压信号和电流信号生成脉宽调制PWM驱动控制信号，以控制所述逆变电路中开关管导通和关断。本技术实施例提供的技术方案，采用电感使逆变电源工作于不连续导通模式，在无需外加谐振电路的情况下根据电压电流采样单元输出的电流信号采用控制策略实现了逆变电路中功率开关器件的软开关，大幅减小了开关损耗，从而可以大幅减小散热器的体积和重量，有效地提高了逆变器的功率密度。附图说明为了更清楚地说明本技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图做一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1是本技术实施例一提供的一种逆变电源装置的结构示意图；图2是本技术实施例一提供的一个开关周期内电感电流波形图；图3是本技术实施例二提供的一种逆变电源装置的调制控制单元的结构示意图；图4是本技术实施例二提供的一种逆变电源装置的电感电流波形图；图5是本技术实施例三提供的一种逆变电源装置的电压控制子单元的控制结构示意图；图6是本技术实施例四提供的一种逆变电源装置的控制方法的流程示意图；图7是本技术实施例五提供的一种逆变电源装置拓扑结构示意图；图8是本技术实施例五提供的一种逆变电源装置空载时输出电压、输出电流和电感电流波形图；图9是本技术实施例五提供的一种逆变电源装置带阻性负载时输出电压、输出电流和电感电流波形图；图10是本技术实施例五提供的一种逆变电源装置带非线性负载时输出电压、输出电流和电感电流波形图；图11是本技术实施例五提供的一种逆变电源装置电感电流波形图。具体实施方式为使本技术的目的、技术方案和优点更加清楚，以下将参照本技术实施例中的附图，通过实施方式清楚、完整地描述本技术的技术方案，显然，所描述的实施例是本技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本技术保护的范围。实施例一图1是本技术实施例一提供的一种逆变电源装置的结构示意图，参见图1，所述装置包括：直流源11、逆变电路12、电感L、电压传感器13、电流传感器14、电压电流采样单元15、以及调制控制单元16；其中，所述直流源11与所述逆变电路12相连；所述逆变电路12的输出端通过所述电感L与负载相连；所述电压电流采样单元15的输入端通过所述电压传感器13和电流传感器14与所述逆变电路12的输出端相连，用于采集电压和电流信号；所述电压电流采样单元15的输出端与所述调制控制单元16的输入端相连，用于将采集到的电压和电流信号输出至所述调制控制单元16；所述调制控制单元16的输出端与所述逆变电路12的输入端相连，用于根据所述电压电流采样单元15输出的电压信号和电流信号生成脉宽调制PWM驱动控制信号，以控制所述逆变电路12中开关管导通和关断。逆变电路输出端输出的是高电压和大电流信号，一般不能直接送入电压电流采样单元，可以通过电压传感器将高电压转换为电压电流采样单元可以接收的小电压信号，通过电流传感器将大电流转换为电压电流采样单元可以接收的小电流信号，经电压电流采样单元采集并输出电压和电流信号。其中，电感L感抗的基准值RB定义为电感L感抗的标幺值XL*定义为在本实施例中，逆变电源装置中使用的电感L的感抗标幺值XL*满足： X L * = X L R B = ω N L R B ≤ T s ( E 2 - V m 2 ) 4 EV m ]]>其中：XL为逆变电源额定输出频率下电感的本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种逆变电源装置，其特征在于，包括：直流源、逆变电路、电感、电压传感器、电流传感器、电压电流采样单元、以及调制控制单元；其中，所述直流源与所述逆变电路相连；所述逆变电路的输出端通过所述电感与负载相连；所述电压电流采样单元的输入端通过所述电压传感器和电流传感器与所述逆变电路的输出端相连，用于采集电压信号和电流信号；所述电压电流采样单元的输出端与所述调制控制单元的输入端相连，用于将采集到的电压信号和电流信号输出至所述调制控制单元；所述调制控制单元的输出端与所述逆变电路的输入端相连，用于根据所述电压电流采样单元输出的电压信号和电流信号生成脉宽调制PWM驱动控制信号，以控制所述逆变电路中开关管导通和关断。

【技术特征摘要】
1.一种逆变电源装置，其特征在于，包括：直流源、逆变电路、电感、电压传感器、电流传感器、电压电流采样单元、以及调制控制单元；其中，所述直流源与所述逆变电路相连；所述逆变电路的输出端通过所述电感与负载相连；所述电压电流采样单元的输入端通过所述电压传感器和电流传感器与所述逆变电路的输出端相连，用于采集电压信号和电流信号；所述电压电流采样单元的输出端与所述调制控制单元的输入端相连，用于将采集到的电压信号和电流信号输出至所述调制控制单元；所述调制控制单元的输出端与所述逆变电路的输入端相连，用于根据所述电压电流采样单元输出的电压信号和电流信号生成脉宽调制PWM驱动控制信号，以控制所述逆变电路中开关管导通和关断。2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述调制控制单元包括：电流控制子单元，用于根据所述电流信号从峰值下降至零点的过零时间，控制所述PWM驱动控制信号的低电平时长，以使电感电流始终处于不连续状态；电压控制子单元，用于根据所述电压信号与标准正弦波电压...

【专利技术属性】
技术研发人员：张宇，关清心，李民英，匡金华，
申请(专利权)人：广东志成冠军集团有限公司，华中科技大学，
类型：新型
国别省市：广东;44