一种正弦波逆变器制造技术

本实用新型专利技术涉及逆变器技术领域，尤其涉及一种正弦波逆变器，包括串联的第一、第二晶体管和串联的第三、第四晶体管，且所述第一晶体管和所述第三晶体管各自的漏极并联于第一节点，所述第二晶体管和所述第四晶体管各自的源极并联于第二节点；以及串联的滤波电感和滤波电容，且所述滤波电感连接于所述第一晶体管和所述第二晶体管的互联处，所述滤波电容连接于所述第三晶体管和所述第四晶体管的互联处；其中，所述滤波电容两端输出正弦波交流电。

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及逆变器
，尤其涉及一种正弦波逆变器。
技术介绍
正弦波逆变器输出和市电一样，用于提供高质量的交流电，且带载效率高，特别适用于马达类负载的供应，因此深受用户的喜爱，其市场占有率很高；但其价格偏高又使一部分客户望而却步。目前市场上使用较多的正弦波逆变器的电路结构，通常使用四个高规格的功率晶体管作为高频开关，组成全桥电路，再在桥臂两端串联两个电感和一个电容，将输出的交流电中的高频成分滤除，以保证正弦波滤波器的电磁兼容性（ElectroMagneticCompatibility，简称EMC）效果。由于桥臂两端对大地都是高频斩波，为保证有良好的EMC辐射干扰，必须在桥臂两端串联两个电感和一个电容，这会造成整体的电路结构比较复杂；并且由于桥臂两端对大地都是高频斩波，四个高规格的功率晶体管一直都工作在高频状态，导致开关损耗很大，发热量大；且同时使用四个高规格的功率晶体管的成本较高；因此，电路结构复杂、价格偏高等弊端使得现有的正弦波逆变器不能完全符合市场需求。
技术实现思路
鉴于上述技术问题，本实用新提供一种正弦波逆变器，在桥臂两端只串联一个电感，并降低使用的晶体管的规格，不仅能满足正弦波逆变器的EMC和可靠性的要求，而且有效地节约了成本。本技术解决上述技术问题的主要技术方案为：一种正弦波逆变器，其特征在于，包括：串联的第一、第二晶体管和串联的第三、第四晶体管，且所述第一晶体管和所述第三晶体管各自的漏极并联于第一节点，所述第二晶体管和所述第四晶体管各自的源极并联于第二节点；串联的滤波电感和滤波电容，且所述滤波电感连接于所述第一晶体管和所述第二晶体管的互联处，所述滤波电容连接于所述第三晶体管和所述第四晶体管的互联处；其中，所述滤波电容两端输出正弦波交流电。优选的，上的正弦波逆变器，其中，所述第一、第二、第三和第四晶体管均为场效应晶体管；或者所述第一、第二、第三和第四晶体管均为绝缘栅双极型晶体管。优选的，上的正弦波逆变器，其中，所述第三、第四晶体管的导通内阻均大于所述第一、第二晶体管的导通内阻。优选的，上的正弦波逆变器，其中，还包括：第一高频驱动信号，耦合于所述第一晶体管的栅极控制端；第二高频驱动信号，耦合于所述第二晶体管的栅极控制端；第三工频驱动信号，耦合于所述第三晶体管的栅极控制端；第四工频驱动信号，耦合于所述第四晶体管的栅极控制端。优选的，上的正弦波逆变器，其中，所述第一、第二高频驱动信号和所述第三、第四工频驱动信号均为正弦脉宽调制信号。优选的，上的正弦波逆变器，其中，还包括一电压信号，耦合于所述第一节点。优选的，上的正弦波逆变器，其中，所述电压信号为高压信号。优选的，上的正弦波逆变器，其中，所述第二节点接地。上述技术方案具有如下优点或有益效果：本技术通过两路高频SPWM信号驱动第一、第二晶体管，两路工频SPWM信号驱动第三、第四晶体管，第一、第二晶体管串联处与大地之间形成高频斩波，第三、第四晶体管串联处与大地之间形成工频斩波，从而降低第三、第四晶体管的开关频率，功率管开关的次数越少，其热量就越低，这样就可以用导通内阻大的场效应管或IGBT来代替高频开关的功率管，达到同等的效果，有效地降低成本，同时还简化了电路结构。附图说明参考所附附图，以更加充分地描述本技术的实施例。然而，所附附图仅用于说明和阐述，并不构成对本技术技术方案的范围的限制。图1为本技术的正弦波逆变器的电路拓扑图。具体实施方式在下文的描述中，给出了大量具体的细节以便提供对本技术更为彻底的理解。当然除了这些详细描述外，本技术还可以具有其他实施方式。本技术的正弦波逆变器，利用两路高频SPWM信号及两路工频SPWM信号分别驱动，在保证正弦波逆变器的电磁兼容性（EMC）和可靠性的基础上，减少一个滤波电感，并降低两个功率管的规格，有效地简化了电路结构并节约了成本。下面结合具体的实施例以及附图详细阐述本技术的正弦波逆变器。如图1电路拓扑图所示，本技术的正弦波逆变器，包括串联的第一晶体管M1和第二晶体管M1，以及串联的第三晶体管M3和第四晶体管M4，第一晶体管M1的源极和第二晶体管M1的漏极互联于节点A，第三晶体管M3的源极和第四晶体管M4的漏极互联于节点B；且第一晶体管M1和第三晶体管M3各自的漏极并联于第一节点N1，第二晶体管M2和第四晶体管M4各自的源极并联于第二节点N2；四个晶体管M1~M4组成全桥电路。并且优选的，第一节点N1处耦合有一个高电压HV，第二节点N2接地。在节点A和节点B（也成为由晶体管M1~M4组成的全桥电路的桥臂的A、B两端）之间，串联有一个滤波电感L1和一个滤波电容C1，且滤波电感L1连接于第一晶体管M1和第二晶体管M2的互联节点A处，滤波电容C1连接于第三晶体管M3和第四晶体管M4的互联节点B处。在晶体管M1~M4的栅极控制端，分别耦合有四路驱动信号。具体的，第一高频驱动信号DR1耦合于第一晶体管M1的栅极控制端；第二高频驱动信号DR2耦合于第二晶体管M2的栅极控制端；第三工频驱动信号DR3耦合于第三晶体管M3的栅极控制端；第四工频驱动信号DR4耦合于第四晶体管M4的栅极控制端。并且该第一高频驱动信号DR1、第二高频驱动信号DR2、第三工频驱动信号DR3和第四工频驱动信号DR4均为正弦脉宽调制（SinusoidalPulseWidthModulation，简称SPWM）信号。不同之处在于，DR1和DR2为高频SPWM信号，DR3和DR4为工频SPWM信号；这样在桥臂的A端和大地之间形成高频斩波，但在桥臂的B端和大地之间形成工频斩波。由于工频信号的EMC干扰比高频信号小很多，因此桥臂的B端不用再串联一个电感，只需在桥臂的A端串联一个滤波电感L1即可，由此可简化正弦波逆变器的电路结构。进一步的，由于第三晶体管M3和第四晶体管M4由工频信号驱动，其开关频率就是工频，这样M3和M4的开关频率远小于由高频信号驱动的晶体管M1和M2的开关频率；由于功率管开关的次数越少，其热量就越低，因此M3和M4可选用导通内阻大的场效应晶体管（Field-EffectTransistor）或IGBT（InsulatedGateBipolarTransistor，绝缘栅双极型晶体管）来代替高频开关的功率管，不仅可以与高频开关的功率管达到同等的效果，还有效地降低了使用高规格的晶体管的成本。在本技术的正弦波逆变器电路中，高压HV经过由两个高规格的场效应晶体管或绝缘栅双极型晶体管M1和M2以及两个低规格的场效应晶体管或绝缘栅双极型晶体管M3和M4组成的全桥电路，并经过滤波电感L1和滤波电容C1而定滤波，在电容C1两端输出正弦波交流电（也即图中所示输出信号AC1OUT和AC2OUT形成正弦波交流电）。综上所述，本技术通过两路高频SPWM信号驱动第一、第二晶体管，两路工频SPWM信号驱动第三、第四晶体管，第一、第二晶体管串联处与大地之间形成高频斩波，第三、第四晶体管串联处与大地之间形成工频斩波，从而降低第三、第四晶体管的开关频率，功率管开关的次数越少，其热量就越低，这样就可以用导通内阻大的场效应管或IGBT来代替高频开关的功率管，达到同等的逆变效果，有效地降低高规格晶体管的使用成本；并且只需串本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种正弦波逆变器，其特征在于，包括：串联的第一、第二晶体管和串联的第三、第四晶体管，且所述第一晶体管和所述第三晶体管各自的漏极并联于第一节点，所述第二晶体管和所述第四晶体管各自的源极并联于第二节点；串联的滤波电感和滤波电容，且所述滤波电感连接于所述第一晶体管和所述第二晶体管的互联处，所述滤波电容连接于所述第三晶体管和所述第四晶体管的互联处；其中，所述滤波电容两端输出正弦波交流电。

【技术特征摘要】
1.一种正弦波逆变器，其特征在于，包括：串联的第一、第二晶体管和串联的第三、第四晶体管，且所述第一晶体管和所述第三晶体管各自的漏极并联于第一节点，所述第二晶体管和所述第四晶体管各自的源极并联于第二节点；串联的滤波电感和滤波电容，且所述滤波电感连接于所述第一晶体管和所述第二晶体管的互联处，所述滤波电容连接于所述第三晶体管和所述第四晶体管的互联处；其中，所述滤波电容两端输出正弦波交流电。2.如权利要求1所述的正弦波逆变器，其特征在于，所述第一、第二、第三和第四晶体管均为场效应晶体管；或者所述第一、第二、第三和第四晶体管均为绝缘栅双极型晶体管。3.如权利要求1所述的正弦波逆变器，其特征在于，所述第三、第四晶体管的导通内阻均大于所述第一...

【专利技术属性】
技术研发人员：张健行，朱德华，
申请(专利权)人：纽福克斯光电科技上海有限公司，
类型：新型
国别省市：上海;31