一种双向变流装置制造方法及图纸

本实用新型专利技术涉及变流电路技术领域，公开了一种双向变流装置，主要由第一IGBT桥臂、第二IGBT桥臂及变压器组成。变压器具备升压与降压的功能，在变压器的第一绕组侧还有四个场效应管，交替通/断为电路提供固定移相角电压，电压由电池提供，通过场效应管流向变压器，形成低压直流电压，变压器升压后经第一IGBT桥臂逆变后向第一LC振荡输出，经滤波后的电压输出到第二IGBT桥臂进行逆变，将交流电压连接到交流侧，为电网电力补偿。若电池组件电量过低时，交流侧电压通过上述的电路，将电压加在电池组件两端，进行对电池组件充电。该双向变流装置能够提供仪器设备正常运转需要稳定的电压及电池组件电量过低时可以反向对电池充电。

A bidirectional converter

The utility model relates to the technical field of converter circuit, and discloses a bidirectional converter device, which is mainly composed of a first IGBT bridge arm, a second IGBT bridge arm and a transformer. The transformer has the function of boosting and lowering voltage. There are four field effect transistors on the first winding side of the transformer. Alternating on/off provides fixed phase-shifting angle voltage for the circuit. The voltage is supplied by the battery and flows to the transformer through the field effect transistor to form a low-voltage DC voltage. After boosting, the transformer oscillates to the first LC after the first IGBT bridge arm inversion, and the filtered voltage is output to the second IGB. T bridge arm is inverted and AC voltage is connected to AC side to compensate for power grid. If the battery module's power is too low, the AC side voltage passes through the above circuit, and the voltage is added to both ends of the battery module to charge the battery module. The bidirectional converter can provide stable voltage for the normal operation of the instrument and equipment, and can reverse charge the battery when the power of the battery module is too low.

【技术实现步骤摘要】
一种双向变流装置
本技术涉及变流电路
，更具体地说，涉及一种双向变流装置。
技术介绍
蓄电池等一般储能元件，长时间储存电能时会随着时间的推移而损失电能，不利于长时间存放，当负载过载或是市电突然中断时，蓄电池能够暂时作为能源补偿，但蓄电池输出电源为单一直流源。随着社会的进步，社会的生产、生活对交流电力的需求量增大，对电网供电质量要求也越来越高，蓄电池等储能元件输出的直流电压不能满足日常生产生活的供电需求，且蓄电池在长时间输出会过热引起火灾或其他的安全事故。因此，现有技术中，提供了一种变流装置，能够将蓄电池通过升压、逆变输出220V的交流电，可以在市电欠压或低压情况下，为电网提供电力补偿。但该变流器输出电压工作在线性负载时，电压波动较大且波形失真较明显，输出的电源不能满足对电压或电流质量要求较高的生产仪器设备的用电需求。
技术实现思路
本技术要解决的技术问题在于提供一种输出电压稳定且交流电流质量高的双向变流器装置。本技术解决其技术问题所采用的技术方案是：构造一种双向变流装置，主要由第一IGBT桥臂、第二IGBT桥臂及变压器TX21组成，所述第一IGBT桥臂具有第一IGBTQ101、第二IGBTQ102、第三IGBTQ103及第四IGBTQ104，所述第二IGBT桥臂具有第五IGBTQ201、第六IGBTQ202、第七IGBTQ203及第八IGBTQ204；所述第一IGBTQ101与所述第三IGBTQ103串联，所述第二IGBTQ102与第四IGBTQ104串联后再并联在所述第一IGBTQ101与所述第三IGBTQ103串联后的两端；所述第五IGBTQ201与所述第七IGBTQ203串联，所述第六IGBTQ202与第八IGBTQ204串联后再并联在所述第五IGBTQ201与所述第七IGBTQ203串联后的两端；所述第一IGBTQ101的集电极、所述第二IGBTQ102的集电极、所述第五IGBTQ201的集电极及所述第六IGBTQ202的集电极共同连接；所述第三IGBTQ104的发射极、所述第四IGBTQ104的发射极、所述第七IGBTQ203的发射极及所述第八IGBTQ204的发射极共同连接；所述变压器TX21具有第一绕组以及第二绕组，所述第二绕组具有至少位于绕组两端的第一抽头21、第二抽头22；所述第一抽头21连接在所述第二IGBTQ102的发射极和所述第四IGBTQ104的集电极之间，所述第二抽头22连接在所述第一IGBTQ101的发射极和所述第三IGBTQ103的集电极之间；在直流电压转换成交流电流情况下，所述第二绕组与所述第一IGBT桥臂构成前级升压电路，所述第二IGBT桥臂构成前级逆变输出电路；在交流转换成直流情况下，所述第二绕组与所述第一IGBT桥臂构成后级逆变电路，所述第二IGBT桥臂构成前级输出固定占空比电路。优选地，还包括第一电感器L1、第一电容器C1，所述第一电感器L1的一端与所述第一IGBTQ101的集电极和所述第二IGBTQ102的集电极共同连接，所述第一电感器L1的另一端与所述第一电容器C1的正极、所述第五IGBTQ201的集电极及所述第六IGBTQ202的集电极共同连接；所述第一电容器C1的负极与所述第三IGBTQ103的发射极、所述第四IGBTQ104的发射极、所述第七IGBTQ203的发射极及所述第八IGBTQ204的发射极共同连接。优选地，所述变压器TX21的所述第一绕组具有第三抽头21和第四抽头22，在所述变压器TX21的第一绕组侧还包括第一场效应管Q1、第二场效应管Q2、第三场效应管Q3、第四场效应管Q4以及电池组件，所述第一场效应管Q1与所述第三场效应管Q3串联，所述第二场效应管Q2与所述第四场效应管Q4串联后再并联在串联的所述第一场效应管Q1、所述第三场效应管Q3两端；所述第一场效应管Q1的漏极、所述第二场效应管Q2的漏极同时连接所述电池组件的正极，所述第三场效应管Q3的源极、所述第四场效应管Q4的源极同时连接所述电池组件的负极；所述第一场效应管Q1的源极与所述第三场效应管Q3的漏极连接并连接到所述第三抽头11，所述第二场效应管Q2的源极与所述第四场效应管Q4的漏极连接并连接到所述第四抽头12。优选地，还包括第二电感器L2、第二电容器C2，所述第二电感器L2的一端连接在所述第五IGBTQ201的发射极与所述第二桥臂的第七IGBTQ203的集电极之间，所述第二电感器L2的另一端与所述第二电容器C2的正极和交流侧正极共同连接，所述第二电容器C2的负极连接在所述第七IGBTQ203的发射极和所述第二桥臂的第八IGBTQ204的集电极以及交流侧负极共同连接。在本技术的双向变流器中，简化现有的电路，减少电路的元器件，优化电压和电流的输出性能，使双向变流装置工作在线性区，电压波动范围在可控范围之内，提高电路输出电压稳定性和电流的质量，此外，电路输出波形失真小且具有占空比固定。附图说明下面将结合附图及实施例对本技术作进一步说明，附图中：图1是双向变流装置的电路图；图2是IGBT的PWM脉冲驱动信号图；图3是场效应管驱动信号图。具体实施方式为了对本技术的技术特征、目的和效果有更加清楚的理解，现对照附图详细说明本技术的具体实施方式。图1是双向变流装置的电路图。如图1所示，在本技术的一种优选的实施方式中，主要由第一IGBT桥臂、第二IGBT桥臂以及变压器TX21组成，第一IGBT桥臂由四个相同参数的IGBT连接构成，具体分为第一IGBTQ101、第二IGBTQ102、第三IGBTQ103及第四IGBTQ104，主要作用是逆变，改变电流输出到下一级的波形。第二IGBT桥臂也是四个相同参数的IGBT连接构成，具体分为第五IGBTQ201、第六IGBTQ202、第七IGBTQ203及第八IGBTQ204，主要作用是斩波和逆变，完善电流输出到下一级的波形。进一步地，如图2所示，八个IGBT不能够同时导通，通过外接驱动信号来控制这八个IGBT的导通顺序，第二IGBTQ102、第三IGBTQ103、第五IGBTQ201与第八IGBTQ204导通时，第一IGBTQ101、第四IGBTQ104、第六IGBTQ202与第七IGBTQ203截止，当第一IGBTQ101、第四IGBTQ104、第六IGBTQ202与第七IGBTQ203处于导通状态时，第二IGBTQ102、第三IGBTQ103、第五IGBTQ201和第八IGBTQ204截止，通过输入电平的变化，使其在一个周期内饱和与截止两种状态交替工作，实现电压逆变以及斩波。变压器TX21同时具有升压和降压的功能，在足功率的情况下，可以根据电流的方向来实现升压或者降压，满足电路对高电压与低电压的需求。变压器TX21具有第一绕组以及第二绕组，所述第二绕组具有至少位于绕组两端的第一抽头21、第二抽头22。第一IGBTQ101与第三IGBTQ103串联，变压器XT21的第二抽头22连接在第一IGBTQ101的发射极和所述第三IGBTQ103的集电极之间。第二IGBTQ102与第四IGBTQ104串联，变压器XT21的第一抽头21连接在第二IGBTQ102的发射极和第四IGBTQ104的集电极之间，第二IGBTQ1本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种双向变流装置，其特征在于，主要由第一IGBT桥臂、第二IGBT桥臂及变压器(TX21)组成，所述第一IGBT桥臂具有第一IGBT(Q101)、第二IGBT(Q102)、第三IGBT(Q103)及第四IGBT(Q104)，所述第二IGBT桥臂具有第五IGBT(Q201)、第六IGBT(Q202)、第七IGBT(Q203)及第八IGBT(Q204)；所述第一IGBT(Q101)与所述第三IGBT(Q103)串联，所述第二IGBT(Q102)与第四IGBT(Q104)串联后再并联在所述第一IGBT(Q101)与所述第三IGBT(Q103)串联后的两端；所述第五IGBT(Q201)与所述第七IGBT(Q203)串联，所述第六IGBT(Q202)与第八IGBT(Q204)串联后再并联在所述第五IGBT(Q201)与所述第七IGBT(Q203)串联后的两端；所述第一IGBT(Q101)的集电极、所述第二IGBT(Q102)的集电极、所述第五IGBT(Q201)的集电极及所述第六IGBT(Q202)的集电极共同连接；所述第三IGBT(Q104)的发射极、所述第四IGBT(Q104)的发射极、所述第七IGBT(Q203)的发射极及所述第八IGBT(Q204)的发射极共同连接；所述变压器(TX21)具有第一绕组以及第二绕组，所述第二绕组具有至少位于绕组两端的第一抽头(21)、第二抽头(22)；所述第一抽头(21)连接在所述第二IGBT(Q102)的发射极和所述第四IGBT(Q104)的集电极之间，所述第二抽头(22)连接在所述第一IGBT(Q101)的发射极和所述第三IGBT(Q103)的集电极之间；在直流转换成交流情况下，所述第二绕组与所述第一IGBT桥臂构成前级升压电路，所述第二IGBT桥臂构成前级逆变输出电路；在交流转换成直流情况下，所述第二绕组与所述第一IGBT桥臂构成后级逆变电路，所述第二IGBT桥臂构成前级输出固定占空比电路。...

【技术特征摘要】
1.一种双向变流装置，其特征在于，主要由第一IGBT桥臂、第二IGBT桥臂及变压器(TX21)组成，所述第一IGBT桥臂具有第一IGBT(Q101)、第二IGBT(Q102)、第三IGBT(Q103)及第四IGBT(Q104)，所述第二IGBT桥臂具有第五IGBT(Q201)、第六IGBT(Q202)、第七IGBT(Q203)及第八IGBT(Q204)；所述第一IGBT(Q101)与所述第三IGBT(Q103)串联，所述第二IGBT(Q102)与第四IGBT(Q104)串联后再并联在所述第一IGBT(Q101)与所述第三IGBT(Q103)串联后的两端；所述第五IGBT(Q201)与所述第七IGBT(Q203)串联，所述第六IGBT(Q202)与第八IGBT(Q204)串联后再并联在所述第五IGBT(Q201)与所述第七IGBT(Q203)串联后的两端；所述第一IGBT(Q101)的集电极、所述第二IGBT(Q102)的集电极、所述第五IGBT(Q201)的集电极及所述第六IGBT(Q202)的集电极共同连接；所述第三IGBT(Q104)的发射极、所述第四IGBT(Q104)的发射极、所述第七IGBT(Q203)的发射极及所述第八IGBT(Q204)的发射极共同连接；所述变压器(TX21)具有第一绕组以及第二绕组，所述第二绕组具有至少位于绕组两端的第一抽头(21)、第二抽头(22)；所述第一抽头(21)连接在所述第二IGBT(Q102)的发射极和所述第四IGBT(Q104)的集电极之间，所述第二抽头(22)连接在所述第一IGBT(Q101)的发射极和所述第三IGBT(Q103)的集电极之间；在直流转换成交流情况下，所述第二绕组与所述第一IGBT桥臂构成前级升压电路，所述第二IGBT桥臂构成前级逆变输出电路；在交流转换成直流情况下，所述第二绕组与所述第一IGBT桥臂构成后级逆变电路，所述第二IGBT桥臂构成前级输出固定占空比电路。2.如权利要求1所述的双向变流装置，其特征在于，还包括第一电感器(L1...

【专利技术属性】
技术研发人员：谢世华，罗汉生，樊敬波，刘珂，
申请(专利权)人：深圳市石头电气有限公司，
类型：新型
国别省市：广东,44