一种基于高频脉冲的逆变变流电路制造技术

本实用新型专利技术公开了一种基于高频脉冲的逆变变流电路及其控制方法，该电路包括用于产生高频等辐等宽的前级高频功率脉冲发生电路和用于产生SPWM波形的的后级单相H桥逆变电路，该高频功率脉冲发生电路的输出端连接后级单相H桥逆变电路的输入端。它具有如下优点：体积小、重量轻、功率密度大、易集成。

An inverter converter based on high frequency pulse

【技术实现步骤摘要】
一种基于高频脉冲的逆变变流电路
本技术涉及一种基于高频脉冲的逆变变流电路。
技术介绍
由于化石能源的开采和汽车、工业废气带来全球气候变暖以及大气污染问题，寻找干净的清洁能源、可再生能源来代替传统的化石能源迫在眉睫。对于两种发展潜力较大的新能源：太阳能和氢能，人们通过光伏发电和燃料电池发电来得到可供人们直接使用的能源。在生产实际中，有很多市面上提供的电源就如刚才提到的光伏电池、燃料电池等，它们都是低压直流输出，但我们生活中大多数用电设备所需要的供电方式都为交流供电，因此我们需要把低压直流输入逆变为用电设备所需的交流电输出(比如常用的220VAC)。传统的逆变电路主要工作方式是，输入直流电压，通过逆变产生的等幅而不等宽脉冲(PWM波)组成的正弦包络输出电压。SPWM技术运用到传统的逆变技术中使得逆变器的性能得到了大大的提高。随着科技的飞速发展，提高PWM逆变器开关频率能够减小交流变换器的体积重量，但也还存在一些问题，比如电磁干扰的增大，开关损耗的增加。尽管现在已经有PWM软开关逆变技术的相关研究，但一般需要额外的辅助电路来实现，控制复杂，因此，寻找更加简便的生成方法使得得到相应的输出效果变得更有意义。
技术实现思路
本技术提供了一种基于高频脉冲的逆变变流电路，其克服了
技术介绍
中所述的现有技术的不足。本技术解决其技术问题所采用的技术方案是：一种基于高频脉冲的逆变变流电路，它包括用于产生高频等辐等宽的前级高频功率脉冲发生电路和用于产生SPWM波形的的后级单相H桥逆变电路，该高频功率脉冲发生电路的输出端连接后级单相H桥逆变电路的输入端。一实施例之中：基于高频脉冲的逆变变流电路，其特征在于：该前级高频功率脉冲发生电路包括输入级开关电容模块，该输入级开关电容模块包括开关S1、二极管D1及电容C1，该开关S1的漏极、二极管D1的阳极与输入电源正极连接并形成该输入级开关电容模块的一个输入共点；该电容C1与该二极管D1的阴极连接并形成该输入级开关电容模块的第二输出共点，该电容C1与开关S1的源极连接并形成该输入级开关电容模块的第三输出共点；该前级高频功率脉冲发生电路还包括一谐振电感、开关S4和开关S5，该谐振电感一端能与该输入级开关电容模块的第三输出共点连接；该谐振电感的另一端与开关S5的漏极连接；该开关S5的源极与输入电源负极连接；该开关S4的漏极能与输入级开关电容模块的第二输出共点连接；该开关S4的源极与开关S5的源极与后级单相H桥逆变电路的输入端连接。一实施例之中：该前级高频功率脉冲发生电路还包括输出级开关电容模块，该输出级开关电容模块包括开关S3，二极管D5，电容C3及二极管D4；该开关S3的漏极形成该输出级开关电容模块的第二输入共点且能与该输入级开关电容模块的第二输出共点连接；该开关S3的源极与二极管D4的阴极、电容C3连接并形成该输出级开关电容模块的第二输出共点；二极管D1的阳极形成该输入级开关电容模块的第一输出共点，该二极管D5的阳极形成该输出级开关电容模块的第一输入共点且能与输入级开关电容模块的第一输出共点连接；该二极管D4的阳极形成该输出级开关电容模块的第三输入共点且能与该输入级开关电容模块的第三输出共点连接，该电容C3与二极管D5的阴极连接并形成该输出级开关电容模块的第一输出共点；该输出级开关电容模块的第一输出共点和第二输出共点分别与开关S4的漏极和谐振电感的一端连接。一实施例之中：前级高频功率脉冲发生电路还包括至少一中间级开关电容模块，该中间级开关电容模块包括开关S2，二极管D3，电容C2及二极管D2；该开关S2的漏极形成该中间级开关电容模块的第二输入共点并能与该输入级开关电容模块的第二输出共点连接；该开关S2的源极与二极管D2的阴极、电容C2连接并形成该中间级开关电容模块的第三输出共点；该二极管D3的阳极形成该中间级开关电容模块的第一输入共点和第一输出共点并能与该输入级开关电容模块的第一输出共点和输出级开关电容模块的第一输入共点连接；该电容C2与二极管D3的阴极连接并形成该中间级开关电容模块的第二输出共点与该输出级开关电容模块的第二输入共点连接；该二极管D2的阳极形成该中间级开关电容模块的第三输入共点并与该输入级开关电容模块的第三输出共点连接。一实施例之中：包括多个中间级开关电容模块，该多个中间级开关电容模块形成前后级联。一实施例之中：该后级单相H桥逆变电路包括开关S6，开关S7、开关S8、开关S9及负载，该开关S6的漏极与开关S4的源极连接；该开关S6的源极与开关S7的漏极连接；该开关S7的源极与输入电源负极连接；该开关S8的漏极与开关S4的源极连接；该开关S8的源极与开关S9的漏极连接；该开关S9的源极与输入电源负极连接。本技术方案与
技术介绍
相比，它具有如下优点：1、本技术提出一种新型的逆变控制电路，即先通过前级高频功率脉冲发生电路产生等幅等宽的高频功率脉冲(较高频脉冲)，再通过后级单相H桥逆变电路产生的SPWM脉冲(较低频脉冲)波将高频功率脉冲逆变产生高频的脉冲波，滤波后得到所需正弦信号，实施电路前级采用基于开关电容变换器的高频功率脉冲发生电路，具有体积小、重量轻、功率密度大、易集成等优点。附图说明下面结合附图和实施例对本技术作进一步说明。图1为本实施例所述的基于高频脉冲的逆变变流电路的总体电路结构。图2为本实施例所述的输入级开关电容模块的电路结构。图3为本实施例所述的中间级开关电容模块的电路结构。图4为本实施例所述的输出级开关电容模块的电路结构。图5为前级驱动信号、流过电容的电流波形及母线上高频功率脉冲波形图。图6为后级单相H桥逆变电路的驱动信号、输出较高频PWM脉冲波及滤波后的正弦波示意图。图7为实现开关S8及S9零电压开断情况下较低频SPWM脉冲与较高频脉冲的时序关系示意图。具体实施方式请查阅图1至图4，一种基于高频脉冲的逆变变流电路，它包括用于产生高频等辐等宽的前级高频功率脉冲发生电路和用于产生SPWM波形的的后级单相H桥逆变电路，该高频功率脉冲发生电路的输出端连接后级单相H桥逆变电路的输入端。一实施例之中，该前级高频功率脉冲发生电路包括输入级开关电容模块，该输入级开关电容模块包括开关S1、二极管D1及电容C1，该开关S1的漏极、二极管D1的阳极与输入电源正极连接并形成该输入级开关电容模块的一个输入共点in11；该电容C1与该二极管D1的阴极连接并形成该输入级开关电容模块的第二输出共点out12，该电容C1与开关S1的源极连接并形成该输入级开关电容模块的第三输出共点out13；该前级高频功率脉冲发生电路还包括一谐振电感、开关S4和开关S5，该谐振电感一端能与该输入级开关电容模块的第三输出共点out13连接；该谐振电感的另一端与开关S5的漏极连接；该开关S5的源极与输入电源负极连接；该开关S4的漏极能与输入级开关电容模块的第二输出共点out12连接；该开本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于高频脉冲的逆变变流电路，其特征在于：包括用于产生高频等辐等宽的前级高频功率脉冲发生电路和用于产生SPWM波形的后级单相H桥逆变电路，该高频功率脉冲发生电路的输出端连接后级单相H桥逆变电路的输入端。/n

【技术特征摘要】
1.一种基于高频脉冲的逆变变流电路，其特征在于：包括用于产生高频等辐等宽的前级高频功率脉冲发生电路和用于产生SPWM波形的后级单相H桥逆变电路，该高频功率脉冲发生电路的输出端连接后级单相H桥逆变电路的输入端。


2.根据权利要求1所述的一种基于高频脉冲的逆变变流电路，其特征在于：该前级高频功率脉冲发生电路包括输入级开关电容模块，该输入级开关电容模块包括开关S1、二极管D1及电容C1，该开关S1的漏极、二极管D1的阳极与输入电源正极连接并形成该输入级开关电容模块的一个输入共点；该电容C1与该二极管D1的阴极连接并形成该输入级开关电容模块的第二输出共点，该电容C1与开关S1的源极连接并形成该输入级开关电容模块的第三输出共点；
该前级高频功率脉冲发生电路还包括一谐振电感、开关S4和开关S5，该谐振电感一端能与该输入级开关电容模块的第三输出共点连接；该谐振电感的另一端与开关S5的漏极连接；该开关S5的源极与输入电源负极连接；该开关S4的漏极能与输入级开关电容模块的第二输出共点连接；
该开关S4的源极与开关S5的源极与后级单相H桥逆变电路的输入端连接。


3.根据权利要求2所述的一种基于高频脉冲的逆变变流电路，其特征在于：该前级高频功率脉冲发生电路还包括输出级开关电容模块，该输出级开关电容模块包括开关S3，二极管D5，电容C3及二极管D4；
该开关S3的漏极形成该输出级开关电容模块的第二输入共点且能与该输入级开关电容模块的第二输出共点连接；该开关S3的源极与二极管D4的阴极、电容C3连接并形成该输出级开关电容模块的第二输出共点；二极管D1的阳极形成该输入级开关电容模块的第一输出共点，该二极管D5的阳极形成该输出级开关电容模块的第一输入共点且能与输入级开关电容模块的第一输出共点连接；该二极管D4的阳极形成该输出...

【专利技术属性】
技术研发人员：何良宗，徐鑫勇，
申请(专利权)人：厦门大学，厦门大学深圳研究院，
类型：新型
国别省市：福建;35