一种直流-交流变换电路及其控制方法技术

本发明专利技术公开了一种直流-交流变换电路，所述直流-交流变换电路包括升压电感、升压开关管、整流二极管、第一至第四电容、逆变桥续流二极管、逆变桥、第一至第二输出滤波电感。本发明专利技术还公开了一种该直流-交流变换电路的控制方法。本发明专利技术利用升压电路及逆变桥电路的不同逆变工作模式，可以最大程度地利用直流输入源的电压进行逆变，减少了升压电路的工作电流以及降低了逆变桥回路中各元件的开通及关断应力，减少升压电路的主要元件的工作损耗，同时也降低逆变桥电路中元件的开关损耗，从而便于提高效率及功率密度。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及开关电源，尤其是一种直流-交流变换电路及其控制方法。
技术介绍
在现有的直流-交流变换应用场合，如光伏逆变器等，当输入的直流（DC）源电压不够高的时候，或者输入范围较宽的情况下，都会采用升压（boost）电路加逆变变换电路。这种变换电路工作的时候，前级升压电路的功率元件需要承受所有的工作电流，后级工作的时候，在整个输出电压范围，又需要将母线电压进行降压逆变，所以功率管的损耗较大。因此有必要设计出一种新的电路，可以尽可能的直接利用DC源输入电压进行逆变，当需要高于输入电压的母线电压时，再启动或者利用升压后的高压母线的能量，获取更高的性价比。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种直流-交流变换电路及其控制方法，弥补上述现有技术的不足。为实现上述目的，本专利技术采用以下技术方案：一种直流-交流变换电路，包括升压电感、升压开关管、整流二极管、第一至第四电容、逆变桥续流二极管、逆变桥、第一至第二输出滤波电感；其中，所述升压电感的一端与直流电源的正输入端相连，另外一端与所述升压开关管的漏极及所述整流二极管的阳极相连；所述升压开关管的源极与直流电源的负输入端相连；所述整流二极管的阴极与所述第二电容的正极相连；所述第二电容的负极与直流电源的正输入端相连；所述第四电容与所述第一电容并联，所述第四电容的正极与所述第一电容的正极与直流电源的正输入端相连，所述第四电容的负极与所述第一电容的负极与直流电源的负输入端相连；所述逆变桥包含第一、第三至第六开关管，所述第一开关管的漏极与第二电容的正极相连，其源极与所述逆变桥续流二极管的阴极相连；所述逆变桥续流二极管的阳极与所述第一电容的正极相连；所述第三开关管的漏极与所述逆变桥续流二极管的阴极相连，其源极与所述第四开关管的漏极相连，同时与第一输出滤波电感的输入端相连；所述第四开关管的源极与直流电源的负输入端相连；所述第五开关管的漏极与所述逆变桥续流二极管的阴极相连，其源极与所述第六开关管的漏极相连，同时与所述第二输出滤波电感的输入端相连；所述第六开关管的源极与直流电源的负输入端相连；所述第三电容的一端与所述第一输出滤波电感的输出端相连，所述第三电容的另一端与所述第二输出滤波电感的输出端相连。所述第一、第三至第六开关管可以但不限于为MOSFET或IGBT。一种所述的直流-交流变换电路的控制方法，按照输入直流电压与逆变输出交流电压的电平关系，将工作区定义为四个区域，在逆变电压正半波时，幅值低于输入直流电压的区域称之为1区，高于输入直流电压的区域称之为2区，在逆变电压负半波时，幅值绝对值低于输入直流电压的区域称之为3区，高于输入直流电压的区域称之为4区，当处于1区及3区时，所述第三至第六开关管按照H桥控制方法进行工作，当处于2区及4区时，所述第一开关管进行PWM控制，所述第三、第六开关管常通或者所述第五、第四开关管常通，当所述第一开关管关闭时，通过所述逆变桥续流二极管从直流电源续流。优选地，当逆变输出电压的波形幅值处于1、2区或者3、4区的交界区域时，所述第一开关管进行PWM控制，当所述第一开关管开通时，所述第三、第六开关管或者所述第五、第四开关管开通，当第一开关管关闭后，所述第四、第六开关管导通进行续流或者利用其反并二极管进行续流，或者续流期间将第六开关管或第四开关管关闭，维持所述第五、第三开关管开通，以达到续流目的。一种直流-交流变换电路，包括升压电感、升压开关管、整流二极管、第一至第四电容、第二开关管、逆变桥、第一至第二输出滤波电感；其中，所述升压电感的一端与直流电源的正输入端相连，另外一端与所述升压开关管的漏极及所述整流二极管的阳极相连；所述升压开关管的源极与直流电源的负输入端相连；所述整流二极管的阴极与所述第二电容的正极相连；所述第二电容的负极与直流电源的正输入端相连；所述第四电容与所述第一电容并联，所述第四电容的正极与所述第一电容的正极与直流电源的正输入端相连，所述第四电容的负极与所述第一电容的负极与直流电源的负输入端相连；所述逆变桥包含第一、第三至第六开关管，所述第一开关管的漏极与第二电容的正极相连，其源极与所述第二开关管的漏极相连；所述第二开关管的源极与所述第一电容的正极相连；所述第三开关管的漏极与所述第二开关管的漏极相连，其源极与所述第四开关管的漏极相连，同时与第一输出滤波电感的输入端相连；所述第四开关管的源极与直流电源的负输入端相连；所述第五开关管的漏极与所述第二开关管的漏极相连，其源极与所述第六开关管的漏极相连，同时与所述第二输出滤波电感的输入端相连；所述第六开关管的源极与直流电源的负输入端相连；所述第三电容的一端与所述第一输出滤波电感的输出端相连，所述第三电容的另一端与所述第二输出滤波电感的输出端相连。所述第一至第六开关管可以但不限于为MOSFET或IGBT。按照输入直流电压与逆变输出交流电压的电平关系，将工作区定义为四个区域，在逆变电压正半波时，幅值低于输入直流电压的区域称之为1区，高于输入直流电压的区域称之为2区，当处于1区及3区时，所述第二开关管开通或者关闭但通过其反并二极管导通，所述第三至第六开关管按照H桥控制方法进行工作，当处于2区及4区，所述第一开关管进行PWM控制，所述第三、第六开关管常通或者所述第五、第四开关管常通，当所述第一开关管关闭时，所述第二开关管可以开通以通过所述第二开关管从直流电源续流。优选地，当逆变输出电压的波形幅值处于1、2区或者3、4区的交界区域时，所述第一开关管进行PWM控制，当所述第一开关管开通时，所述第三、第六开关管或者所述第五、第四开关管开通，当第一开关管关闭后，所述第四、第六开关管导通进行续流或者利用其反并二极管进行续流，或者续流期间将第六开关管或第四开关管关闭，维持所述第五、第三开关管开通，以达到续流目的。本专利技术的有益技术效果：根据本专利技术的直流-交流变换电路及其控制方法，利用升压电路及逆变桥电路的不同逆变工作模式，可以最大程度地利用直流输入源的电压进行逆变，减少了升压电路的工作电流以及降低了逆变桥回路中各元件的开通及关断应力，减少升压电路的主要元件的工作损耗，同时也降低逆变桥电路中元件的开关损耗，从而便于提高效率及功率密度，也有助于逆变电路的工作频率提高，减小体积。本专利技术在中小功率的逆变器有明显优势。附图说明图1是本专利技术直流-交流变换电路实施例一的电路图；图2是本发本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种直流?交流变换电路，其特征在于，包括升压电感、升压开关管、整流二极管、第一至第四电容、逆变桥续流二极管、逆变桥、第一至第二输出滤波电感；其中，所述升压电感的一端与直流电源的正输入端相连，另外一端与所述升压开关管的漏极及所述整流二极管的阳极相连；所述升压开关管的源极与直流电源的负输入端相连；所述整流二极管的阴极与所述第二电容的正极相连；所述第二电容的负极与直流电源的正输入端相连；所述第四电容与所述第一电容并联，所述第四电容的正极与所述第一电容的正极与直流电源的正输入端相连，所述第四电容的负极与所述第一电容的负极与直流电源的负输入端相连；所述逆变桥包含第一、第三至第六开关管，所述第一开关管的漏极与第二电容的正极相连，其源极与所述逆变桥续流二极管的阴极相连；所述逆变桥续流二极管的阳极与所述第一电容的正极相连；所述第三开关管的漏极与所述逆变桥续流二极管的阴极相连，其源极与所述第四开关管的漏极相连，同时与第一输出滤波电感的输入端相连；所述第四开关管的源极与直流电源的负输入端相连；所述第五开关管的漏极与所述逆变桥续流二极管的阴极相连，其源极与所述第六开关管的漏极相连，同时与所述第二输出滤波电感的输入端相连；所述第六开关管的源极与直流电源的负输入端相连；所述第三电容的一端与所述第一输出滤波电感的输出端相连，所述第三电容的另一端与所述第二输出滤波电感的输出端相连。...

【技术特征摘要】
1.一种直流-交流变换电路，其特征在于，包括升压电感、升压开关
管、整流二极管、第一至第四电容、逆变桥续流二极管、逆变桥、第一至
第二输出滤波电感；
其中，所述升压电感的一端与直流电源的正输入端相连，另外一端与
所述升压开关管的漏极及所述整流二极管的阳极相连；所述升压开关管的
源极与直流电源的负输入端相连；所述整流二极管的阴极与所述第二电容
的正极相连；所述第二电容的负极与直流电源的正输入端相连；所述第四
电容与所述第一电容并联，所述第四电容的正极与所述第一电容的正极与
直流电源的正输入端相连，所述第四电容的负极与所述第一电容的负极与
直流电源的负输入端相连；所述逆变桥包含第一、第三至第六开关管，所
述第一开关管的漏极与第二电容的正极相连，其源极与所述逆变桥续流二
极管的阴极相连；所述逆变桥续流二极管的阳极与所述第一电容的正极相
连；所述第三开关管的漏极与所述逆变桥续流二极管的阴极相连，其源极
与所述第四开关管的漏极相连，同时与第一输出滤波电感的输入端相连；
所述第四开关管的源极与直流电源的负输入端相连；所述第五开关管的漏
极与所述逆变桥续流二极管的阴极相连，其源极与所述第六开关管的漏极
相连，同时与所述第二输出滤波电感的输入端相连；所述第六开关管的源
极与直流电源的负输入端相连；所述第三电容的一端与所述第一输出滤波
电感的输出端相连，所述第三电容的另一端与所述第二输出滤波电感的输
出端相连。
2.如权利要求1所述的直流-交流变换电路，其特征在于，所述第一、
第三至第六开关管为MOSFET或IGBT。
3.一种如权利要求1所述的直流-交流变换电路的控制方法，其特征
在于，按照输入直流电压与逆变输出交流电压的电平关系，将工作区定义
为四个区域，在逆变电压正半波时，幅值低于输入直流电压的区域称之为
1区，高于输入直流电压的区域称之为2区，在逆变电压负半波时，幅值
绝对值低于输入直流电压的区域称之为3区，高于输入直流电压的区域称
之为4区，当处于1区及3区时，所述第三至第六开关管按照H桥控制方
法进行工作，当处于2区及4区时，所述第一开关管进行PWM控制，所
述第三、第六开关管常通或者所述第五、第四开关管常通，当所述第一开

\t关管关闭时，通过所述逆变桥续流二极管从直流电源续流。
4.如权利要求3所述的控制方法，其特征在于，当逆变输出电压的
波形幅值处于1、2区或者3、4区的交界区域时，所述第一开关管进行PWM
控制，当所述第一开关管开通时，所述第三、第六开关管或者所述第五、
第四开关管开通，当第一开关管关闭后，所述第四、第六开关管导通进行
续流或者利用其反并二极管进行续流，或者续流期间将第六开关管或第四
开关管关闭，维持所述第五、第...

【专利技术属性】
技术研发人员：李伦全，
申请(专利权)人：深圳市保益新能电气有限公司，
类型：发明
国别省市：