400Hz高增益单相半桥逆变器拓扑电路制造技术

本实用新型专利技术公开了一种400Hz高增益单相半桥逆变器拓扑电路，包括开关管S1、开关管S2、均压电容C1、均压电容C2等，所述开关管S1、开关管S2、二极管D1、滤波电感L1的一端共同连接至节点a，二极管D1的另一端连接有升压电感Lin的一端，升压电感Lin的另一端分别连接有升压滤波电容Cin、输入电源Uin的一端，输入电源Uin的另一端分别连接有均压电容C1的一端、开关管S1的另一端，压电容C1的另一端分别连接有均压电容C2的一端、滤波电容Co的一端，压电容C2的另一端分别连接有升压滤波电容Cin的另一端、开关管S2的另一端，滤波电感L1的另一端连接有滤波电容Co的另一端，滤波电容Co的两端还连接有负载R0。

Topology Circuit of 400Hz High Gain Single-Phase Half-Bridge Inverter

The utility model discloses a 400 Hz high gain single-phase half-bridge inverter topology circuit, which comprises a switching tube S1, a switching tube S2, a voltage equalizing capacitor C1, a voltage equalizing capacitor C2, etc. One end of the switching tube S1, a switching tube S2, a diode D1 and a filter inductance L1 are jointly connected to node a, the other end of the diode D1 is connected to one end of the boost inductance Lin, and the other end of the boost inductance Lin is respectively connected to the other One end of boost filter capacitor Cin and the other end of input power Uin are connected with one end of equalizing capacitor C1 and the other end of switching tube S1 respectively. The other end of piezoelectric capacitor C1 is connected with one end of equalizing capacitor C2 and one end of filtering capacitor Co respectively. The other end of piezoelectric capacitor C2 is connected with the other end of boost filter capacitor Cin and the other end of switching tube S2 respectively. The filter inductor L1 is connected with the other end of boost filter capacitor Ci The other end is connected with the other end of the filter capacitor Co, and the two ends of the filter capacitor Co are also connected with the load R0.

【技术实现步骤摘要】
400Hz高增益单相半桥逆变器拓扑电路
本技术涉及电力电子变换器
的逆变器，尤其涉及400Hz高增益单相半桥逆变器拓扑电路。
技术介绍
在航海以及航空设备中，除了有50Hz交流配电网为普通用电器供电外，还有相当一部分如雷达，通信交换机等设备需要使用400Hz的交流电。400Hz中频电源属于特种电源范畴，通常依靠中频机组或旋转变流器获取。然而，这类装置体积庞大，且极其笨重，同时在运行过程中会产生巨大的噪声，缺点颇多。随着功率半导体器件的发展，20世纪70年代，静止变流器开始取代旋转变流器。静止变流器的输入侧是直流电压，且电压等级较低，传统做法是采用两级式结构进行升压逆变。这种做法实质上是在半桥或全桥逆变器的前级增加了一级直流升压变换器，大大提高了系统的复杂程度，同时还降低了系统的整体效率。
技术实现思路
技术目的：本技术的目的是为了解决现有技术中的不足，提供一种400Hz高增益单相半桥逆变器拓扑电路，该变换器具备超过两倍的升压能力；将原本由两级式功率变换实现的功能简化为一级功率变换实现，降低了成本，提高了系统集成度；升压回路与逆变回路共用开关管，相比于传统两级式逆变结构，明显减少了开关管的数量，降低了控制的复杂程度。技术方案：本技术所述的一种400Hz高增益单相半桥逆变器拓扑电路，包括开关管S1、开关管S2、均压电容C1、均压电容C2、升压电感Lin、二极管D1、滤波电感L1、滤波电容Co、升压滤波电容Cin和输入电源Uin，所述开关管S1、开关管S2、二极管D1、滤波电感L1的一端共同连接至节点a，所述二极管D1的另一端连接有升压电感Lin的一端，所述升压电感Lin的另一端分别连接有升压滤波电容Cin、输入电源Uin的一端，所述输入电源Uin的另一端分别连接有均压电容C1的一端、开关管S1的另一端，所述均压电容C1的另一端分别连接有均压电容C2的一端、滤波电容Co的一端，所述均压电容C2的另一端分别连接有升压滤波电容Cin的另一端、开关管S2的另一端，所述滤波电感L1的另一端连接有滤波电容Co的另一端，所述滤波电容Co的两端还连接有负载R0。进一步的，所述二极管D1的阳极与节点a连接，二极管D1的阴极连接有升压电感Lin的一端。进一步的，所述升压电感Lin的另一端分别连接有升压滤波电容Cin的正极、输入电源Uin的负极。进一步的，所述均压电容C1的一端为正极，均压电容C1的另一端为负极；所述均压电容C2的一端为正极，所述均压电容C2的另一端为负极。本技术还公开了另一种高增益单相半桥逆变器拓扑电路，包括开关管S1、开关管S2、均压电容C1、均压电容C2、升压电感Lin、二极管D1、滤波电感L1、滤波电容Co、升压滤波电容Cin和输入电源Uin，所述开关管S1、开关管S2、二极管D1、滤波电感L1的一端共同连接至节点a，所述二极管D1的另一端连接有升压电感Lin的一端，所述升压电感Lin的另一端分别连接有升压滤波电容Cin、输入电源Uin的一端，所述升压滤波电容Cin的另一端分别连接有均压电容C1的一端、开关管S1的另一端，所述压电容C1的另一端分别连接有均压电容C2的一端、滤波电容Co的一端，所述压电容C2的另一端分别连接有输入电源Uin的另一端、开关管S2的另一端，所述滤波电感L1的另一端连接有滤波电容Co的另一端，所述滤波电容Co的两端还连接有负载R0。进一步的，所述极管D1的阴极与节点a连接，二极管D1的阳极连接有升压电感Lin的一端。进一步的，所述升压电感Lin的另一端分别连接有升压滤波电容Cin的负极、输入电源Uin的正极。进一步的，所述均压电容C1的一端为正极，均压电容C1的另一端为负极；所述均压电容C2的一端为正极，所述均压电容C2的另一端为负极。有益效果：本技术的400Hz高增益单相半桥逆变器拓扑电路，该变换器具备超过两倍的升压能力；将原本由两级式功率变换实现的功能简化为一级功率变换实现，降低了成本，提高了系统集成度；升压回路与逆变回路共用开关管，相比于传统两级式逆变结构，明显减少了开关管的数量，降低了控制的复杂程度。附图说明图1为本技术的第一种拓扑结构示意图；图2为本技术的另一种拓扑结构示意图；图3为本技术的第一种拓扑结构不同开关模态的一种等效电路图；图4为本技术的第一种拓扑结构不同开关模态的另一种等效电路图；图5为本技术的另一种拓扑结构不同开关模态的一种等效电路图；图6为本技术的另一种拓扑结构不同开关模态的另一种等效电路图；图7为本技术的第一种拓扑结构在一个开关周期内的等效波形图；图8为本技术所采用的双极性SPWM调制的载波，调制波波形图；图9为本技术在双极性SPWM调制下的输出仿真波形图。具体实施方式下面结合具体实施例对本技术的技术方案作进一步详细说明。实施例1如图1所示，一种400Hz高增益单相半桥逆变器拓扑电路，包括开关管S1、开关管S2、均压电容C1、均压电容C2、升压电感Lin、二极管D1、滤波电感L1、滤波电容Co、升压滤波电容Cin和输入电源Uin，所述开关管S1的一端、开关管S2的一端、二极管D1的阳极、滤波电感L1的一端共同连接至节点a，所述二极管D1的阴极连接有升压电感Lin的一端，所述升压电感Lin的另一端分别连接有升压滤波电容Cin的正极、输入电源Uin的负极，所述输入电源Uin的正极分别连接有均压电容C1的正极、开关管S1的另一端，所述压电容C1的负极分别连接有均压电容C2的正极、滤波电容Co的一端，所述压电容C2的负极分别连接有升压滤波电容Cin的负极、开关管S2的另一端，所述滤波电感L1的另一端连接有滤波电容Co的另一端，所述滤波电容Co的两端还连接有负载R0。实施例2如图2所示，另一种400Hz高增益单相半桥逆变器拓扑电路，包括开关管S1、开关管S2、均压电容C1、均压电容C2、升压电感Lin、二极管D1、滤波电感L1、滤波电容Co、升压滤波电容Cin和输入电源Uin，所述开关管S1的一端、开关管S2的一端、二极管D1的阴极、滤波电感L1的一端共同连接至节点a，所述二极管D1的阳极连接有升压电感Lin的一端，所述升压电感Lin的另一端分别连接有升压滤波电容Cin的负极、输入电源Uin的正极，所述升压滤波电容Cin的正极分别连接有均压电容C1的正极、开关管S1的另一端，所述压电容C1的负极分别连接有均压电容C2的正极、滤波电容Co的一端，所述压电容C2的负极分别连接有输入电源Uin的负极、开关管S2的另一端，所述滤波电感L1的另一端连接有滤波电容Co的另一端，所述滤波电容Co的两端还连接有负载R0。上述两个逆变器电路采用双极性SPWM调制，其具体实现过程如图8所示。首先，将正弦调制信号和三角载波信号分别接入比较器的同相输入端和反相输入端，将比较器的输出信号作为开关管S1的驱动信号，再对比较器的输出信号进行取反，得到的信号作为开关管S2的驱动信号。下面详细分析该新型单相半桥高增益逆变器的工作原理和运行特性。为了简化分析过程，先作如下基本假设：①所有功率管和滤波元件均为理想器件；②均压电容C1、C2足够大且完全相同，其纹波忽略不计，故有Uc1＝Uc2；③O点的电位为0。基于上本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种400Hz高增益单相半桥逆变器拓扑电路，其特征在于：包括开关管S1、开关管S2、均压电容C1、均压电容C2、升压电感Lin、二极管D1、滤波电感L1、滤波电容Co、升压滤波电容Cin和输入电源Uin，所述开关管S1、开关管S2、二极管D1、滤波电感L1的一端共同连接至节点a，所述二极管D1的另一端连接有升压电感Lin的一端，所述升压电感Lin的另一端分别连接有升压滤波电容Cin、输入电源Uin的一端，所述输入电源Uin的另一端分别连接有均压电容C1的一端、开关管S1的另一端，所述均压电容C1的另一端分别连接有均压电容C2的一端、滤波电容Co的一端，所述均压电容C2的另一端分别连接有升压滤波电容Cin的另一端、开关管S2的另一端，所述滤波电感L1的另一端连接有滤波电容Co的另一端，所述滤波电容Co的两端还连接有负载R0。

【技术特征摘要】
1.一种400Hz高增益单相半桥逆变器拓扑电路，其特征在于：包括开关管S1、开关管S2、均压电容C1、均压电容C2、升压电感Lin、二极管D1、滤波电感L1、滤波电容Co、升压滤波电容Cin和输入电源Uin，所述开关管S1、开关管S2、二极管D1、滤波电感L1的一端共同连接至节点a，所述二极管D1的另一端连接有升压电感Lin的一端，所述升压电感Lin的另一端分别连接有升压滤波电容Cin、输入电源Uin的一端，所述输入电源Uin的另一端分别连接有均压电容C1的一端、开关管S1的另一端，所述均压电容C1的另一端分别连接有均压电容C2的一端、滤波电容Co的一端，所述均压电容C2的另一端分别连接有升压滤波电容Cin的另一端、开关管S2的另一端，所述滤波电感L1的另一端连接有滤波电容Co的另一端，所述滤波电容Co的两端还连接有负载R0。2.根据权利要求1所述的一种400Hz高增益单相半桥逆变器拓扑电路，其特征在于：所述二极管D1的阳极与节点a连接，二极管D1的阴极连接有升压电感Lin的一端。3.根据权利要求2所述的一种400Hz高增益单相半桥逆变器拓扑电路，其特征在于：所述升压电感Lin的另一端分别连接有升压滤波电容Cin的正极、输入电源Uin的负极。4.根据权利要求1所述的一种400Hz高增益单相半桥逆变器拓扑电路，其特征在于：所述均压电容C1的一端为正极，均压电容C1的另一端为负极；所述均压电容C2的一端为正极，所述均压电容C2的另一端为负...

【专利技术属性】
技术研发人员：秦杨，尹铭，胡茂，
申请(专利权)人：秦杨，
类型：新型
国别省市：江苏,32