高频谐振逆变器制造技术

本发明专利技术提供了一种高频谐振逆变器。所述逆变器包括逆变电路和谐振电路；所述逆变电路分别与所述谐振电路和外部的直流电源连接，还连接第一若干控制端，适于在所述第一若干控制端接入的控制信号的控制下，将直流电源电压转换成对称方波电压，并将所述对称方波电压输出给所述谐振电路；所述谐振电路与外部的负载连接，还连接第二若干控制端，适于在所述第二若干控制端接入的控制信号的控制下，所述谐振电路的电压增益可调控，所述谐振电路将所述对称方波电压转换成预期的交流电压输出给负载。本发明专利技术提供的逆变器可以动态调整电压增益。

【技术实现步骤摘要】
高频谐振逆变器
本专利技术涉及逆变器
，尤其涉及一种高频谐振逆变器。
技术介绍
SPWM(脉冲宽度调制)逆变器，是以面积等效原理为理论基础，即冲量相等而形状不同的窄脉冲加在具有惯性的环节上时，其效果基本相同，其脉冲宽度按正弦规律变化而和正弦波等效的PWM波形即SPWM波形控制逆变电路中开关管的通断，使其输出的脉冲电压的面积与所希望输出的正弦波在相应区间内的面积相等，通过改变调制波的频率和幅值则可调节逆变电路输出电压的频率和幅值。考虑到一个连续函数是可以用无限多个离散函数逼近或替代，那么可以用多个不同幅值的矩形脉冲波来替代正弦波；在一个正弦半波上分割出多个等宽不等幅的波形，如果每一个矩形波的面积都与相应时间段内正弦波的面积相等，则这一系列矩形波的合成面积就等于正弦波的面积，也即有等效的作用。传统的SPWM型(脉冲宽度调制)逆变器，控制以面积等效原理为理论基础，输出的状态受到开关管开关频率的限制，难以实现高频的电压输出。而且，由于目前电力电子器件电压应力等方面的限制，很难实现输出电压增益可调，严重制约了其在高频变换器场合的应用。
技术实现思路
针对现有技术中的上述缺陷，本专利技术提供了一种高频谐振逆变器，用于解决相关技术中存在的部分技术问题。第一方面，本专利技术实施例提供了一种高频谐振逆变器，包括逆变电路和谐振电路；所述逆变电路分别与所述谐振电路和外部的直流电源连接，还连接第一若干控制端，适于在所述第一若干控制端接入的控制信号的控制下，将直流电源电压转换成对称方波电压，并将所述对称方波电压输出给所述谐振电路；所述谐振电路与外部的负载连接，还连接第二若干控制端，适于在所述第二若干控制端接入的控制信号的控制下，所述谐振电路的电压增益可调控，所述谐振电路将所述对称方波电压转换成预期的交流电压输出给负载。可选地，所述谐振电路包括一个可控电容单元；所述可控电容单元至少包括一个双向可控开关电路和一个可控电容；其中，所述双向可控开关电路的第一端与可控电容的第一端相连，同时作为所述可控电容单元的第一端；所述双向可控开关电路的第二端与可控电容的第二端相连，同时作为所述可控电容单元的第二端；所述双向可控开关电路还与所述第二若干控制端相连，在所述第二若干控制端接入的控制信号的控制下，所述可控电容单元提供四种工作模态，使所述可控电容在一个开关周期内的等效电容值可调控：第一工作模态下，电流从所述可控电容单元的第一端经过所述双向可控开关电路流向所述可控电容单元的第二端，所述可控电容不工作；第二工作模态下，电流从所述可控电容单元的第一端经过所述可控电容流向所述可控电容单元的第二端，所述双向可控开关电路关断；第三工作模态下，电流从所述可控电容单元的第二端经过所述双向可控开关电路流向所述可控电容单元的第一端，所述可控电容不工作；第四工作模态下，电流从所述可控电容单元的第二端经过所述可控电容流向所述可控电容单元的第一端，所述双向可控开关电路关断。可选地，所述双向可控开关电路包括串联在一起的两个开关管；所述两个开关管均反向并联有一个二极管；所述两个开关管对顶设置。可选地，所述谐振电路还包括第一电感和第一电容；其中，所述第一电感的第一端与所述逆变电路的第一端连接，所述第一电感的第二端与所述可控电容单元的第一端连接；所述可控电容单元的第二端与所述第一电容的第一端连接，所述第一电容的第二端与所述逆变电路的第三端连接；所述第一电容的两端作为所述逆变器的两个输出端分别与所述负载两端连接。可选地，所述谐振电路还包括第一电感、第二电感和第一电容；其中，所述第一电感的第一端与所述逆变电路的第一端连接，所述第一电感的第二端与所述可控电容单元的第一端连接；所述可控电容单元的第二端分别与所述第二电感的第一端和所述第一电容的第一端连接；所述第二电感的第二端和所述第一电容的第二端分别与所述逆变电路的第三端连接；所述第一电容的两端作为所述逆变器的两个输出端分别与所述负载两端连接。可选地，所述谐振电路还包括第一电感、第二电感和第一电容；其中，所述第一电感的第一端与所述逆变电路的第一端连接，所述第一电感的第二端与所述可控电容单元的第一端连接；所述可控电容单元的第二端与所述第一电容的第一端连接；所述第一电容的第二端与所述第二电感的第一端连接；所述第二电感的第二端与所述逆变电路的第三端连接；所述第一电容的第一端和所述第二电感的第二端作为所述逆变器的两个输出端分别与所述负载两端连接。可选地，所述谐振电路还包括第一电感、第二电感和第一电容；其中，所述第一电感的第一端与所述逆变电路的第一端连接，所述第一电感的第二端与所述第一电容的第一端连接；所述第一电容的第二端与所述可控电容单元的第一端连接；所述可控电容单元的第二端与所述第二电感的第一端连接；所述第二电感的第二端与所述逆变电路的第三端连接；所述可控电容单元的第一端和所述第二电感的第二端作为所述逆变器的两个输出端分别与所述负载两端连接。可选地，所述谐振电路包括一个可控电感单元；所述可控电感单元至少包括串联在一起的一个双向可控开关电路和一个可控电感；其中，所述双向可控开关电路的第一端与所述可控电感的第二端相连，所述可控电感的第一端作为所述可控电感单元的第一端，所述双向可控开关电路的第二端作为所述可控电感单元的第二端；所述双向可控开关电路还与所述第二若干控制端相连，在所述第二若干控制端接入的控制信号的控制下，所述可控电感单元提供三种工作模态，使所述可控电感在一个开关周期内的等效电感值可调控：第一工作模态下，电流从所述可控电感单元的第一端依次经过所述可控电感和所述双向可控开关电路流向所述可控电感单元的第二端；第二工作模态下，所述双向可控开关电路关断，没有电流从所述可控电感单元流过；第三工作模态下，电流从所述可控电感单元的第二端依次经过所述双向可控开关电路和所述可控电感流向所述可控电感单元的第一端。可选地，所述双向可控开关电路包括串联在一起的两个开关管；所述两个开关管均反向并联有一个二极管；所述两个开关管对顶设置。可选地，所述谐振电路还包括第一电感和第一电容；其中，所述第一电感的第一端与所述逆变电路的第一端连接，所述第一电感的第二端与所述可控电感单元的第一端连接；所述可控电感单元的第二端与所述逆变电路的第三端连接；所述第一电容的第一端与所述可控电感单元的第一端连接，所述第一电容的第二端与所述可控电感单元的第二端连接；所述第一电容的两端作为所述逆变器的两个输出端分别与所述负载两个连接。可选地，所述谐振电路还包括第一电容、第一电感和第二电容；其中，所述第一电感的第一端与所述逆变电路的第一端连接，所述第一电感的第二端与所述第一电容的第一端连接；所述第一电容的第二端分别与所述可控电感单元的第一端和所述第二电容的第一本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种高频谐振逆变器，其特征在于，包括逆变电路和谐振电路；/n所述逆变电路分别与所述谐振电路和外部的直流电源连接，还连接第一若干控制端，适于在所述第一若干控制端接入的控制信号的控制下，将直流电源电压转换成对称方波电压，并将所述对称方波电压输出给所述谐振电路；/n所述谐振电路与外部的负载连接，还连接第二若干控制端，适于在所述第二若干控制端接入的控制信号的控制下，所述谐振电路的电压增益可调控，所述谐振电路将所述对称方波电压转换成预期的交流电压输出给负载。/n

【技术特征摘要】
1.一种高频谐振逆变器，其特征在于，包括逆变电路和谐振电路；
所述逆变电路分别与所述谐振电路和外部的直流电源连接，还连接第一若干控制端，适于在所述第一若干控制端接入的控制信号的控制下，将直流电源电压转换成对称方波电压，并将所述对称方波电压输出给所述谐振电路；
所述谐振电路与外部的负载连接，还连接第二若干控制端，适于在所述第二若干控制端接入的控制信号的控制下，所述谐振电路的电压增益可调控，所述谐振电路将所述对称方波电压转换成预期的交流电压输出给负载。


2.根据权利要求1所述的高频谐振逆变器，其特征在于，所述谐振电路包括一个可控电容单元；所述可控电容单元至少包括一个双向可控开关电路和一个可控电容；其中，所述双向可控开关电路的第一端与可控电容的第一端相连，同时作为所述可控电容单元的第一端；所述双向可控开关电路的第二端与可控电容的第二端相连，同时作为所述可控电容单元的第二端；
所述双向可控开关电路还与所述第二若干控制端相连，在所述第二若干控制端接入的控制信号的控制下，所述可控电容单元提供四种工作模态，使所述可控电容在一个开关周期内的等效电容值可调控：
第一工作模态下，电流从所述可控电容单元的第一端经过所述双向可控开关电路流向所述可控电容单元的第二端，所述可控电容不工作；第二工作模态下，电流从所述可控电容单元的第一端经过所述可控电容流向所述可控电容单元的第二端，所述双向可控开关电路关断；
第三工作模态下，电流从所述可控电容单元的第二端经过所述双向可控开关电路流向所述可控电容单元的第一端，所述可控电容不工作；
第四工作模态下，电流从所述可控电容单元的第二端经过所述可控电容流向所述可控电容单元的第一端，所述双向可控开关电路关断。


3.根据权利要求2所述的高频谐振逆变器，其特征在于，所述双向可控开关电路包括串联在一起的两个开关管；所述两个开关管均反向并联有一个二极管；所述两个开关管对顶设置。


4.根据权利要求2或3所述的高频谐振逆变器，其特征在于，所述谐振电路还包括第一电感和第一电容；其中，
所述第一电感的第一端与所述逆变电路的第一端连接，所述第一电感的第二端与所述可控电容单元的第一端连接；
所述可控电容单元的第二端与所述第一电容的第一端连接，所述第一电容的第二端与所述逆变电路的第三端连接；
所述第一电容的两端作为所述逆变器的两个输出端分别与所述负载两端连接。


5.根据权利要求2或3所述的高频谐振逆变器，其特征在于，所述谐振电路还包括第一电感、第二电感和第一电容；其中，
所述第一电感的第一端与所述逆变电路的第一端连接，所述第一电感的第二端与所述可控电容单元的第一端连接；
所述可控电容单元的第二端分别与所述第二电感的第一端和所述第一电容的第一端连接；
所述第二电感的第二端和所述第一电容的第二端分别与所述逆变电路的第三端连接；
所述第一电容的两端作为所述逆变器的两个输出端分别与所述负载两端连接。


6.根据权利要求2或3所述的高频谐振逆变器，其特征在于，所述谐振电路还包括第一电感、第二电感和第一电容；其中，
所述第一电感的第一端与所述逆变电路的第一端连接，所述第一电感的第二端与所述可控电容单元的第一端连接；
所述可控电容单元的第二端与所述第一电容的第一端连接；
所述第一电容的第二端与所述第二电感的第一端连接；
所述第二电感的第二端与所述逆变电路的第三端连接；
所述第一电容的第一端和所述第二电感的第二端作为所述逆变器的两个输出端分别与所述负载两端连接。


7.根据权利要求2或3所述的高频谐振逆变器，其特征在于，所述谐振电路还包括第一电感、第二电感和第一电容；其中，
所述第一电感的第一端与所述逆变电路的第一端连接，所述第一电感的第二端与所述第一电容的第一端连接；
所述第一电容的第二端与所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：汪洪亮，陈鑫跃，李奎，岳秀梅，罗安，
申请(专利权)人：湖南大学，
类型：发明
国别省市：湖南;43