多绕组正激输出并联单级逆变器制造技术

一种单级独立型逆变器，即多绕组正激输出并联单级逆变器工作电路，包括两个原边绕组，两个副边绕组，根据开关管工作的状态使不同的绕组工作，组成四个正激变换器。利用变压器变比这一自由度，增加一路绕组输入，使得电路单元可输出双极性电压，实现逆变器的四象限运行，同时解决磁复位问题。在各个象限工作时，均相当于一个单相正激变换器，工作电流流经器件少，电路高效、可靠。新的电路结构为输出无功提供了支撑。分区间工作的思路，是现有的输出并联单级逆变器半周期工作模式的进一步发展，其控制方法是相通的，初步分析认为是可行的。本课题将对此进行具体研究。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术设计一种多绕组正激输出并联单级逆变器，属电能变换装置中的逆变器。
技术介绍
随着电力电子技术的发展，逆变器得到了广泛的研究和应用。近年来，单级隔离逆变器逐渐成为逆变技术的研究热点之一。与传统的逆变电路相比，单级隔离逆变器仅采用一级变换即可实现两级结构的全部功能包括DC/AC逆变、电压调整及电气隔离，电路结构得到了很大的简化，同时工作的开关器件数目少，系统的功率密度、效率及可靠性均有所提高，有优良的静态和动态特性。但单级隔离逆变器仍然存在着以下缺点：正激电路所导致的磁复位问题，影响电路的结构简洁与稳定；电路无法输出无功，即在以输出电压、输出电流为横、纵坐标的坐标系中，无法工作与第二、四象限，而独立型逆变器、具有无功输出能力的并网型逆变器，均需四象限运行。
技术实现思路
1、专利技术目的：本专利技术的目的在于提出一种新型的多绕组正激输出并联单级逆变器，保留正激输出并联单级逆变器的优点，同时解决现有的不足。2、技术方案：为了解决上述的技术问题，本专利技术的多绕组正激输出并联单级逆变器，包括两路原边绕组输入，两路副边并联输出，其特征在于，比现有的输出并联单级逆变器增加了一路绕组输入，使电路单元可以向后级输出负电压。第一路绕组W1同名端与外接电源Ui正极连接，异名端与第五功率三极开关管S5的漏极相连，第五功率三极开关管S5的源极与外接电源Ui相连；第二路绕组W2异名端与外接电源Ui正极连接，同名端与第六功率三极开关管S6的漏极相连，第六功率三极开关管S6的源极与外接电源Ui相连；第三路绕组W3的同名端与第一功率三极开关管S1的漏极相连，第一功率三极开关管S1的源极与第一续流二极管D1的阳极相连，第一续流二极管D1的阴极与第二续流二极管D2的阴极相连，连接到输出滤波电感L的一端，第二续流二极管D2的阳极和第二功率三极开关管S2的源极相连，第二功率三极开关管S2的漏极连接到第三路绕组W3的异名端，与输出滤波电容C的一端相连；第四路绕组W4的异名端与第三功率三极开关管S3的源极相连，第三功率三极开关管S3的漏极与第三续流二极管D3的阴极相连，第三续流二极管D3的阳极与第四续流二极管D4的阳极相连，连接到输出滤波电感L的一端，第四续流二极管D4的阴极和第二功率三极开关管S2的漏极相连，第四功率三极开关管S4的源极连接到第四路绕组W4的同名端，与输出滤波电容C的一端相连；输出滤波电容C的另一端与输出滤波电感L的一端相连。3、有益效果：本专利技术具有如下优点：（1）利用变压器变比这一自由度，增加一路绕组输入，使得电路单元可输出双极性电压；（2）同时解决磁复位问题；（3）电路结构可以实现四象限运行，实现能量的双向流动；（4）控制方案简单，易于实现。附图说明图1是本专利技术的多绕组正激输出并联单级逆变器电路结构示意图；图2~5是本专利技术的多绕组正激输出并联单级逆变器电路各开关模态示意图。图中的主要符号名称：S1~S6——第一~第六功率三极开关管；D1~D4——第一~第四续流二极管；L——输出滤波电感；C——输出滤波电容；Ui——外接电源。具体实施方式如图1所示，本实例的多绕组正激输出并联单级逆变器，其特征在于，第一路绕组W1同名端与外接电源Ui正极连接，异名端与第五功率三极开关管S5的漏极相连，第五功率三极开关管S5的源极与外接电源Ui相连；第二路绕组W2异名端与外接电源Ui正极连接，同名端与第六功率三极开关管S6的漏极相连，第六功率三极开关管S6的源极与外接电源Ui相连；第三路绕组W3的同名端与第一功率三极开关管S1的漏极相连，第一功率三极开关管S1的源极与第一续流二极管D1的阳极相连，第一续流二极管D1的阴极与第二续流二极管D2的阴极相连，连接到输出滤波电感L的一端，第二续流二极管D2的阳极和第二功率三极开关管S2的源极相连，第二功率三极开关管S2的漏极连接到第三路绕组W3的异名端，与输出滤波电容C的一端相连；第四路绕组W4的异名端与第三功率三极开关管S3的源极相连，第三功率三极开关管S3的漏极与第三续流二极管D3的阴极相连，第三续流二极管D3的阳极与第四续流二极管D4的阳极相连，连接到输出滤波电感L的一端，第四续流二极管D4的阴极和第二功率三极开关管S2的漏极相连，第四功率三极开关管S4的源极连接到第四路绕组W4的同名端，与输出滤波电容C的一端相连；输出滤波电容C的另一端与输出滤波电感L的一端相连。本专利技术的工作原理是：在输出电流大于零的正半周，第一功率三极开关管S1、第二功率三极开关管S2驱动恒为高电平，第三功率三极开关管S3、第四功率三极开关管S4保持截止，在输出电压大于零时的正半周，第六功率三极开关管S6关断，由第五功率三极开关管S5、第六功率三极开关管S6的体二极管、第一续流二极管D1、第二续流二极管D2、输出滤波电感L、输出滤波电容C组成的正激电路工作。在输出电压小于零时的负半周，第五功率三极开关管S5关断，由第六功率三极开关管S6、第五功率三极开关管S5的体二极管、第一续流二极管D1、第二续流二极管D2、输出滤波电感L、输出滤波电容C组成的正激电路工作。在输出电流小于零的负半周，第三功率三极开关管S3、第四功率三极开关管S4驱动恒为高电平，第一功率三极开关管S1、第二功率三极开关管S2保持截止，在输出电压大于零的正半周，第六功率三极开关管S6保持关断，由第五功率三极开关管S5、第三续流二极管D3、第四续流二极管D4、输出滤波电感L、输出滤波电容C组成的正激电路工作。在输出电压小于零的负半周，第五功率三极开关管S5保持关断，由第六功率三极开关管S6、第三续流二极管D3、第四续流二极管D4、输出滤波电感L、输出滤波电容C组成的正激电路工作。其中，第一、第二、第三、第四功率三极开关管工频调制，起电路反转作用，从而达到逆变目的；双Buck电路部分的第五、第六功率三极开关管高频SPWM调制，以确保输出电压波形。由于本专利技术中电路中各模块不会同时工作，不会有电路环流，可保证在电路工作时不需任何偏置电流，保证逆变器在较高效率和频率下工作。下面以附图1为主电路结构，结合附图2~5来叙述本专利技术的具体工作原理和工作模态。按输出电压ug、电流iL的极性，将输出划分为四个象限：[iL>0、ug>0],[iL>0、ug<0],[iL<0、ug<0],[iL<0、ug>0]，每个象限各有两种工作模态。1.输出电压大于零，输出电流大于零，此时电路包括两个工作模态：工作模态I：如图2(a)所示，第一功率三极开关管S1、第二功率三极开关管S2驱动恒为高电平，第三功率三极开关管S3、第四功率三极开关管S4、第六功率三极开关管S6保持截止，第五功率三极开关管S5导通，电感电流开始线性上升，给负载供电。工作模态II：如图2(b)所示，第一功率三极开关管S1、第二功率三极开关管S2驱动恒为高电平，第三功率三极开关管S3、第四功率三极开关管S4、第六功率三极开关管S6保持截止，第五功率三极开关管S5关断，磁化电流从S6体二极管续流，磁恢复问题得以解决，电感电流从第二续流二极管D2续流，线性下降。2.输出电压小于零，输出电流大于零，此时电路包括两个工作模态：工作模态Ⅲ：如图3(a)所示，第一功率三极开关管S1、第本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种多绕组正激输出并联单级逆变器，其特征在于：其包括其包括两组原边输入绕组和两组副边输出绕组，两组副边输出绕组并联输出。

【技术特征摘要】
1.一种多绕组正激输出并联单级逆变器，其特征在于：其包括其包括两组原边输入绕组和两组副边输出绕组，两组副边输出绕组并联输出。2.根据权利要求1所述的多绕组正激输出并联单级逆变器，其特征在于：第一路原边输入绕组（W1）的同名端与外接电源（Ui）正极连接，异名端与第五功率三极开关管（S5）的漏极相连，第五功率三极开关管（S5）的源极与外接电源（Ui）相连；第二路绕组输入绕组（W2）异名端与外接电源（Ui）正极连接，同名端与第六功率三极开关管（S6）的漏极相连，第六功率三极开关管（S6）的源极与外接电源（Ui）相连；第一路副边输出绕组（W3）的同名端与第一功率三极开关管（S1）的漏极相连，第一功率三极开关管（S1）的源极与第一续流二极管（D1）的阳极相连，第一续流二极管（D1）的阴极与第二续流二...

【专利技术属性】
技术研发人员：李元立，洪峰，
申请(专利权)人：苏州弘鹏新能源有限公司，
类型：新型
国别省市：江苏;32