一种改进型HERIC单相逆变器制造技术

本发明专利技术提供一种改进型HERIC单相逆变器，包括：直流电源、H桥臂、滤波电路和续流回路；H桥臂的两端分别连接至直流电源的正负极，滤波电路的两端分别连接至H桥臂的桥臂中点，续流回路与滤波电路并联；其中，续流回路包括两个反向串联的开关管和至少一个电感，电感与开关管串联。本发明专利技术提供的逆变器，通过在逆变器的续流回路上增加至少一个电感，并将电感与开关管串联，使逆变器在调制时无需插入额外的死区，以及使开关管在开通或关断时，通过开关管和二极管的电流几乎为零，从而明显降低了逆变器在工作中的开关管的开关损耗和二极管的反向恢复损耗。

【技术实现步骤摘要】
一种改进型HERIC单相逆变器
本专利技术涉及逆变器领域，更具体地，涉及一种改进型HERIC单相逆变器。
技术介绍
逆变器是把直流电能转变成交流电能的装置，广泛应用于工业与家电领域，其中较为常见的是HERIC单相逆变器。目前，逆变器中通常使用的是高频的开关元器件，其开关损耗占了系统运行时的绝大部分。图1为HERIC单相逆变器拓扑结构图，该拓扑结构在逆变器的滤波电路上并联有两个反向串联的开关管进行续流，以达到续流阶段交流输出端与直流电源隔离的目的，但是，该逆变器进行调制时，需要插入死区时间，以防止直流电源被短路，从而需要额外增加了一个时序程序；同时在调制过程中，开关管在开通或关断时，开关管和二极管都有较大电流通过，造成了逆变器在工作中存在明显的开关管的开关损耗和二极管的反向恢复损耗。
技术实现思路
为了克服上述问题或者至少部分地解决上述问题，本专利技术提供一种改进型HERIC单相逆变器。本专利技术提供一种改进型HERIC单相逆变器，包括：直流电源、H桥臂、滤波电路和续流回路；H桥臂的两端分别连接至直流电源的正负极，滤波电路的两端分别连接至H桥臂的桥臂中点，续流回路与滤波电路并联；其中，续流回路包括两个反向串联的开关管和至少一个电感，电感与开关管串联。其中，H桥臂包括：IGBT管T1、IGBT管T2、IGBT管T3、IGBT管T4和四个二极管；其中，IGBT管T1、IGBT管T2、IGBT管T3和IGBT管T4分别反向并联一个二极管，IGBT管T1和IGBT管T3的集电极连接至直流电源的正极，IGBT管T2和IGBT管T4的发射极连接至直流电源的负极，IGBT管T1的发射极连接至IGBT管T2的集电极，连接点构成H桥臂的第一桥臂中点，IGBT管T3的发射极连接至IGBT管T4的集电极，连接点构成H桥臂的第二桥臂中点。其中，滤波电路包括：滤波电感L1和滤波电感L2；其中，滤波电感L1一端连接至交流输出端，另一端连接至H桥臂的第一桥臂中点，滤波电感L2一端连接至交流输出端，另一端连接至H桥臂的第二桥臂中点。其中，续流回路具体包括：IGBT管T5、IGBT管T6、电感L3、电感L4和两个二极管；其中，IGBT管T5和IGBT管T6分别反向并联一个二极管，IGBT管T5的发射极连接至IGBT管T6的发射极，连接点构成续流回路的中点，IGBT管T5的集电极连接至电感L3的一端，IGBT管T6的集电极连接至电感L4的一端，电感L3和电感L4的另一端分别连接至滤波回路。其中，该改进型HERIC单相逆变器还包括：均压电阻R1、均压电阻R2、均压电容C1、均压电容C2、IGBT管T7和一个二极管；其中，均压电阻R1与均压电阻R2串联后连接至直流电源的正负极，均压电容C1与均压电容C2串联后连接至直流电源的正负极，均压电阻R1与均压电阻R2的连接点和均压电容C1与均压电容C2的连接点相连接，构成逆变器的中点，IGBT管T7反向并联一个二极管，IGBT管T7的集电极连接至逆变器的中点，发射极连接至续流回路的中点。本专利技术提供的一种改进型HERIC单相逆变器，通过在逆变器的续流回路上增加至少一个电感，并将电感与开关管串联，使逆变器在调制时无需插入额外的死区，以及使开关管在开通或关断时，通过开关管和二极管的电流几乎为零，从而明显降低了逆变器在工作中的开关管的开关损耗和二极管的反向恢复损耗。附图说明为了更清楚地说明本专利技术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作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本专利技术的一些实施例，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为现有技术中HERIC单相逆变器拓扑结构图；图2为根据本专利技术实施例的改进型HERIC单相逆变器拓扑结构图；图3为根据本专利技术实施例的一个开关周期的IGBT管T1、T4、T5和T6的驱动信号时序图以及流经H桥臂与续流回路的电流变化图；图4为根据本专利技术实施例的开关周期的第I个阶段的等效电路图；图5为根据本专利技术实施例的开关周期的第II个阶段的等效电路图；图6为根据本专利技术实施例的开关周期的第III个阶段的等效电路图；图7为根据本专利技术实施例的开关周期的第IV个阶段的等效电路图；图8为根据本专利技术又一实施例的改进型HERIC单相逆变器拓扑结构图。具体实施方式为使本专利技术的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。在本专利技术的一个实施例中，参考图2，提供一种改进型HERIC单相逆变器，包括：直流电源、H桥臂、滤波电路和续流回路；H桥臂的两端分别连接至直流电源的正负极，滤波电路的两端分别连接至H桥臂的桥臂中点，续流回路与滤波电路并联；其中，续流回路包括两个反向串联的开关管和至少一个电感，电感与开关管串联。具体的，H桥臂包括：IGBT管T1、IGBT管T2、IGBT管T3、IGBT管T4和四个二极管；其中，IGBT管T1、IGBT管T2、IGBT管T3和IGBT管T4分别反向并联一个二极管，IGBT管T1和IGBT管T3的集电极连接至直流电源的正极，IGBT管T2和IGBT管T4的发射极连接至直流电源的负极，IGBT管T1的发射极连接至IGBT管T2的集电极，连接点构成H桥臂的第一桥臂中点，IGBT管T3的发射极连接至IGBT管T4的集电极，连接点构成H桥臂的第二桥臂中点。滤波电路包括：滤波电感L1和滤波电感L2；其中，滤波电感L1一端连接至交流输出端，另一端连接至H桥臂的第一桥臂中点，滤波电感L2一端连接至交流输出端，另一端连接至H桥臂的第二桥臂中点。续流回路具体包括：IGBT管T5、IGBT管T6、两个二极管和至少一个电感；其中，IGBT管T5和IGBT管T6分别反向并联一个二极管，IGBT管T5的发射极连接至IGBT管T6的发射极，电感与IGBT管T5和IGBT管T6串联连接，续流回路与滤波电路并联连接。优选的，续流回路中选择使用两个电感L3和L4，IGBT管T5的集电极连接至电感L3的一端，IGBT管T6的集电极连接至电感L4的一端，电感L3和电感L4的另一端分别连接至滤波回路，使续流回路能形成上下对称的电路结构，从而IGBT管T5的发射极与IGBT管T6的发射极的连接点构成续流回路的中点。逆变器中通常通过脉冲宽度调制(PulseWidthModulation，简称为PWM)来控制开关管的开通与关断，达到将直流电转换为交流电的目的。本实施例采用SPWM(SinusoidalPWM)法来控制逆变器中IGBT管T1、T2、T3、T4、T5和T6的开通与关断。由于本实施例中的逆变器采用单极性调制，其正负半周对称工作，同时调制的交流电压频率远小于SPWM的开关频率，可近似的认为滤波电路中的电流恒定不变，因此以下仅以正半周调制时其中一个开关周期的调制流程为例来说明逆变器的工作原理。在正半周调制时，IGBT管T2和IGBT管T3保持关断状态，SPWM控制IGBT管T1、T4、T5和T6的开通本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种改进型HERIC单相逆变器，其特征在于，包括：直流电源、H桥臂、滤波电路和续流回路；所述H桥臂的两端分别连接至所述直流电源的正负极，所述滤波电路的两端分别连接至所述H桥臂的桥臂中点，所述续流回路与所述滤波电路并联；其中，所述续流回路包括两个反向串联的开关管和至少一个电感，所述的电感与所述的开关管串联。

【技术特征摘要】
1.一种改进型HERIC单相逆变器，其特征在于，包括：直流电源、H桥臂、滤波电路和续流回路；所述H桥臂的两端分别连接至所述直流电源的正负极，所述滤波电路的两端分别连接至所述H桥臂的桥臂中点，所述续流回路与所述滤波电路并联；其中，所述续流回路包括两个反向串联的开关管和至少一个电感，所述的电感与所述的开关管串联。2.根据权利要求1所述的改进型HERIC单相逆变器，其特征在于，所述的H桥臂包括：IGBT管T1、IGBT管T2、IGBT管T3、IGBT管T4和四个二极管；其中，所述IGBT管T1、所述IGBT管T2、所述IGBT管T3和所述IGBT管T4分别反向并联一个二极管，所述IGBT管T1和所述IGBT管T3的集电极连接至所述直流电源的正极，所述IGBT管T2和所述IGBT管T4的发射极连接至所述直流电源的负极，所述IGBT管T1的发射极连接至所述IGBT管T2的集电极，连接点构成所述H桥臂的第一桥臂中点，所述IGBT管T3的发射极连接至所述IGBT管T4的集电极，连接点构成所述H桥臂的第二桥臂中点。3.根据权利要求2所述的改进型HERIC单相逆变器，其特征在于，所述的滤波电路包括：滤波电感L1和滤波电感L2；其中，所述滤波电感L1一端连接至交流输出端，另一端连接至所述H桥臂的第一桥臂中点，所述滤...

【专利技术属性】
技术研发人员：董密，万江湖，徐菁涛，杨建，王辉，粟梅，
申请(专利权)人：中南大学，
类型：发明
国别省市：湖南,43