单相自激式谐振逆变器制造技术

一种单相自激式谐振逆变器，包括一个自激单元、电容C1、电容C2和电感L，所述自激单元包括电阻Rs1_1、电阻Rs1_2、电阻Rs1_3、电阻Rp1_1、电阻Rp1_2、电感Lp1_1、电容Cs1_1、电容Cp1_1、NPN型BJT管Qs1_1、NPN型BJT管Qp1_1、二极管Ds1_1和二极管Dp1_1。其中，Rs1_2和Rp1_1是启动电阻。所述单相自激式谐振逆变器利用自激单元内部的不一致性产生所需的振荡。本发明专利技术具有起振容易的特点，适合低直流电压输入的工作场合，能满足DC‑AC的电压转换要求。

【技术实现步骤摘要】
单相自激式谐振逆变器
本专利技术涉及单相谐振逆变器(DC-AC)，尤其适合低直流电压输入的工作场合，如：能量收集、微电机驱动、无线电能传输等。
技术介绍
常见的单相谐振逆变器包括ClassE逆变器和LLC逆变器。单相谐振逆变器具有两种形式：他激式和自激式。尽管目前他激式谐振逆变器比自激式谐振逆变器应用得更广泛，但是在低直流电压输入的工作场合自激式谐振逆变器在启动方面的优势是他激式谐振逆变器无法比拟的。
技术实现思路
为了克服现有单相谐振逆变器在低直流电压启动问题上存在的不足，本专利技术提供一种单相自激式谐振逆变器，它可以在低直流电压输入条件下实现自启动。本专利技术解决其技术问题所采用的技术方案是：一种单相自激式谐振逆变器，包括一个自激单元、电容C1、电容C2和电感L，所述自激单元包括电阻Rs1_1、电阻Rs1_2、电阻Rs1_3、电阻Rp1_1、电阻Rp1_2、电感Lp1_1、电容Cs1_1、电容Cp1_1、NPN型BJT管Qs1_1、NPN型BJT管Qp1_1、二极管Ds1_1和二极管Dp1_1；所述电阻Rs1_1的一端同时与直流电源Vi的正端和电感Lp1_1的一端相连，电阻Rs1_1的另一端同时与电容Cs1_1的一端和NPN型BJT管Qs1_1的集电极相连，NPN型BJT管Qs1_1的基极同时与二极管Ds1_1的阴极、电阻Rs1_2的一端和电阻Rs1_3的一端相连，电感Lp1_1的另一端同时与电容Cp1_1的一端、NPN型BJT管Qp1_1的集电极、电容C1的一端和电感L的一端相连，NPN型BJT管Qp1_1的基极同时与二极管Dp1_1的阴极、电阻Rp1_1的一端和电阻Rp1_2的一端相连，电阻Rp1_2的另一端与电容Cs1_1的另一端相连，电阻Rs1_3的另一端与电容Cp1_1的另一端相连，电感L的另一端与电容C2的一端相连，电容C2的另一端与负载的一端相连，负载的另一端与电容C1的另一端、二极管Dp1_1的阳极、NPN型BJT管Qp1_1的发射极、二极管Ds1_1的阳极、NPN型BJT管Qs1_1的发射极和直流电源Vi的负端相连；电阻Rs1_2的另一端与电阻Rs1_1的另一端连接，电阻Rp1_1的另一端与电感Lp1_1的另一端连接；或者是：电阻Rs1_2的另一端、电阻Rp1_1的另一端均与直流电源Vi的正端连接；再或者是：电阻Rs1_2的另一端和电阻Rp1_1的另一端均连接至二极管Da1的阴极。进一步，所述单相自激式谐振逆变器还包括一个整流支路，所述整流支路包括二极管Da1和电容Ca1，二极管Da1的阳极与电感Lp1_1的另一端相连，二极管Da1的阴极与电容Ca1的一端相连，电容Ca1的另一端与直流电源Vi的负端相连。该方案能够提升容量。本专利技术的技术构思为：先构建自激单元，再采用自激单元构成单相谐振逆变器，以解决直流电压输入时的低电压启动问题。本专利技术的有益效果主要表现在：采用自激单元构成单相谐振逆变器，起振容易，适合低直流电压输入的工作场合，能满足DC-AC的电压转换要求。附图说明图1是本专利技术实施例1的电路图。图2是本专利技术实施例2的电路图。图3是本专利技术实施例3的电路图。图4是本专利技术适用的阻性负载。图5是本专利技术适用的阻感负载。图6是阻性负载条件下本专利技术实施例1的仿真波形图。图7是阻感负载条件下本专利技术实施例2的仿真波形图。具体实施方式下面结合附图对本专利技术作进一步描述。实施例1参照图1、图4和图6，一种单相自激式谐振逆变器，包括一个自激单元、电容C1、电容C2和电感L。所述自激单元包括电阻Rs1_1、电阻Rs1_2、电阻Rs1_3、电阻Rp1_1、电阻Rp1_2、电感Lp1_1、电容Cs1_1、电容Cp1_1、NPN型BJT管Qs1_1、NPN型BJT管Qp1_1、二极管Ds1_1和二极管Dp1_1。所述电阻Rs1_1的一端同时与直流电源Vi的正端和电感Lp1_1的一端相连，电阻Rs1_1的另一端同时与电容Cs1_1的一端和NPN型BJT管Qs1_1的集电极相连，NPN型BJT管Qs1_1的基极同时与二极管Ds1_1的阴极、电阻Rs1_2的一端和电阻Rs1_3的一端相连，电感Lp1_1的另一端同时与电容Cp1_1的一端、NPN型BJT管Qp1_1的集电极、电容C1的一端和电感L的一端相连，NPN型BJT管Qp1_1的基极同时与二极管Dp1_1的阴极、电阻Rp1_1的一端和电阻Rp1_2的一端相连，电阻Rp1_2的另一端与电容Cs1_1的另一端相连，电阻Rs1_3的另一端与电容Cp1_1的另一端相连，电感L的另一端与电容C2的一端相连，电容C2的另一端与负载的一端相连，负载的另一端与电容C1的另一端、二极管Dp1_1的阳极、NPN型BJT管Qp1_1的发射极、二极管Ds1_1的阳极、NPN型BJT管Qs1_1的发射极和直流电源Vi的负端相连，电阻Rs1_2的另一端与电阻Rs1_1的另一端连接，电阻Rp1_1的另一端与电感Lp1_1的另一端连接。实施例1利用自激单元内部的不一致性产生所需的振荡。假设直流电源Vi上电后，NPN型BJT管Qp1_1率先导通。当Qp1_1导通时，Qs1_1截止，电感Lp1_1充磁，电感电流iLp1_1逐渐增加，电容C1放电，直流电源Vi通过电阻Rs1_1、电阻Rs1_2和电阻Rs1_3给电容Cp1_1充电，Qs1_1的基极-发射极电压vs1逐渐增加。同时，电容Cs1_1通过电阻Rp1_2和电阻Rp1_1进行放电。当vs1达到Qs1_1的基极-发射极导通压降时，Qs1_1导通。Qs1_1导通后，因Cs1_1的作用，Qp1_1截止。当Qp1_1截止时，电感Lp1_1放磁，电感电流iLp1_1逐渐减小，在给电容C1充电的同时通过电阻Rp1_1和电阻Rp1_2给电容Cs1_1充电，Qp1_1的基极-发射极电压vp1逐渐增加。同时，电容Cp1_1通过电阻Rs1_3和电阻Rs1_2进行放电。当vp1达到Qp1_1的基极-发射极导通压降时，Qp1_1导通。Qp1_1导通后，因Cp1_1的作用，Qs1_1截止。周而复始。适当选择电感L和电容C2的参数，与自激单元产生谐振，可获得交流的输出电压vo。Ds1_1和Dp1_1的作用是保护Qs1_1和Qp1_1并参与振荡。Rs1_2和Rp1_1是启动电阻。图6是阻性负载条件下实施例1的仿真波形图。由图6可知实施例1的自激工作状态，它可将直流输入电压Vi转化成交流输出电压vo。实施例2参照图2、图5和图7，实施例2中电阻Rs1_2的另一端与直流电源Vi的正端相连，电阻Rp1_1的另一端与直流电源Vi的正端相连。实施例2的其余结构与实施例1相同，其工作过程也与实施例1相似。图7是阻感负载条件下实施例2的仿真波形图。由图7可知实施例2的自激工作状态，它可将直流输入电压Vi转化成交流输出电压vo。在工作过程中，负载中的电感也参与了谐振。实施例3参照图3，实施例3包括一个整流支路。所述整流支路包括二极管Da1和电容Ca1，二极管Da1的阳极与电感Lp1_1的另一端相连，二极管Da1的阴极与电容Ca1的一端相连，电容Ca1的另一端与直流电源Vi的负端相连，电阻Rs1_2的另一端与二极管Da1的阴极相连，电阻Rp1_1的另一端与二极管Da1的阴极相连。实施例3的其余本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种单相自激式谐振逆变器，其特征在于：所述单相自激式谐振逆变器包括一个自激单元、电容C1、电容C2和电感L，所述自激单元包括电阻Rs1_1、电阻Rs1_2、电阻Rs1_3、电阻Rp1_1、电阻Rp1_2、电感Lp1_1、电容Cs1_1、电容Cp1_1、NPN型BJT管Qs1_1、NPN型BJT管Qp1_1、二极管Ds1_1和二极管Dp1_1；所述电阻Rs1_1的一端同时与直流电源Vi的正端和电感Lp1_1的一端相连，电阻Rs1_1的另一端同时与电容Cs1_1的一端和NPN型BJT管Qs1_1的集电极相连，NPN型BJT管Qs1_1的基极同时与二极管Ds1_1的阴极、电阻Rs1_2的一端和电阻Rs1_3的一端相连，电感Lp1_1的另一端同时与电容Cp1_1的一端、NPN型BJT管Qp1_1的集电极、电容C1的一端和电感L的一端相连，NPN型BJT管Qp1_1的基极同时与二极管Dp1_1的阴极、电阻Rp1_1的一端和电阻Rp1_2的一端相连，电阻Rp1_2的另一端与电容Cs1_1的另一端相连，电阻Rs1_3的另一端与电容Cp1_1的另一端相连，电感L的另一端与电容C2的一端相连，电容C2的另一端与负载的一端相连，负载的另一端与电容C1的另一端、二极管Dp1_1的阳极、NPN型BJT管Qp1_1的发射极、二极管Ds1_1的阳极、NPN型BJT管Qs1_1的发射极和直流电源Vi的负端相连；电阻Rs1_2的另一端与电阻Rs1_1的另一端连接，电阻Rp1_1的另一端与电感Lp1_1的另一端连接；或者是：电阻Rs1_2的另一端和电阻Rp1_1的另一端均与直流电源Vi的正端连接；再或者是：电阻Rs1_2的另一端和电阻Rp1_1的另一端均连接至二极管Da1的阴极。...

【技术特征摘要】
1.一种单相自激式谐振逆变器，其特征在于：所述单相自激式谐振逆变器包括一个自激单元、电容C1、电容C2和电感L，所述自激单元包括电阻Rs1_1、电阻Rs1_2、电阻Rs1_3、电阻Rp1_1、电阻Rp1_2、电感Lp1_1、电容Cs1_1、电容Cp1_1、NPN型BJT管Qs1_1、NPN型BJT管Qp1_1、二极管Ds1_1和二极管Dp1_1；所述电阻Rs1_1的一端同时与直流电源Vi的正端和电感Lp1_1的一端相连，电阻Rs1_1的另一端同时与电容Cs1_1的一端和NPN型BJT管Qs1_1的集电极相连，NPN型BJT管Qs1_1的基极同时与二极管Ds1_1的阴极、电阻Rs1_2的一端和电阻Rs1_3的一端相连，电感Lp1_1的另一端同时与电容Cp1_1的一端、NPN型BJT管Qp1_1的集电极、电容C1的一端和电感L的一端相连，NPN型BJT管Qp1_1的基极同时与二极管Dp1_1的阴极、电阻Rp1_1的一端和电阻Rp1_2的一端相连，电阻Rp1_2的另一...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈怡，
申请(专利权)人：浙江工业大学，
类型：发明
国别省市：浙江,33