一种基于可控电感的单相正弦波逆变器软开关电路及装置制造方法及图纸

本发明专利技术提供了一种基于可控电感的单相正弦波逆变器软开关电路及装置，包括移相全桥变换单元、可变电感单元、高频变压器、周波变换单元和滤波单元；移相全桥变换单元输出端与可变电感单元输入端电气连接，移相全桥变换单元输出端与高频变压器原边绕组电气连接，高频变压器副边绕组与周波变换单元输入端电气连接，滤波单元输入端与周波变换单元输出端电气连接，滤波单元输出端与高频变压器副边绕组电气连接；移相全桥变换单元、周波变换单元和可变电感单元的控制端用于与控制器输出端电气连接。旨在解决现有高频链逆变器的超前臂和滞后臂会在一个周波变换周期内交替一次，导致移相全桥变换器的每个开关管大部分工作时间都难以实现软开关的问题。实现软开关的问题。实现软开关的问题。

【技术实现步骤摘要】
一种基于可控电感的单相正弦波逆变器软开关电路及装置


[0001]本专利技术涉及高频链逆变
，具体涉及一种基于可控电感的单相正弦波逆变器软开关电路及装置。

技术介绍

[0002]高频链逆变技术是指通过高频变压器来替换低频逆变技术中的工频变压器,以此来克服低频逆变技术运用上的缺点,由此来显著提高逆变器的符性。现有技术中的高频链逆变器通常采用SPWPM(Sinusoid Pulse Width andPosition Modulation)调制策略，后来为了克服传统SPWPM调制策略存在的问题和缺点，产生了各种改进型的SPWPM调制策略；这些SPWPM调制策略以及改进型的SPWPM调制策略虽然利用LC谐振往移相全桥桥臂中点注入谐振电流，为移相全桥变换器的开关管的零电压开通创造条件，但移相全桥变换器的开关管大部分时间仍工作在硬开关模式，存在很大的开关损耗。
[0003]请参阅图1，借鉴DC/DC移相全桥中拓宽滞后桥臂软开关范围的方法，实现高频链逆变器中移相全桥电路部分的软开关，辅助网络由La1，Ca1，La2，Ca2组成，利用LC谐振往移相全桥桥臂中点注入谐振电流，为移相全桥变换器的开关管M1、M2、M3、M4的零电压开通创造条件。但谐振能量必须足够大才能保证宽范围的软开关工作状态，由此产生过大的无功环流。即使在软件上采用改进的SPWPM调制策略，但高频链逆变器中的超前臂和滞后臂仍会在一个周波变换周期内交替一次，这使得移相全桥变换器的每个开关管的大部分工作时间都难以实现软开关。
[0004]有鉴于此，提出本申请。

技术实现思路

[0005]本专利技术的目的在于提供一种基于可控电感的单相正弦波逆变器软开关电路及装置，能够有效解决现有高频链逆变器的超前臂和滞后臂会在一个周波变换周期内交替一次，导致移相全桥变换器的每个开关管大部分工作时间都难以实现软开关的问题。
[0006]本专利技术公开了一种基于可控电感的单相正弦波逆变器软开关电路,包括移相全桥变换单元、可变电感单元、高频变压器、周波变换单元以及滤波单元；
[0007]其中，所述移相全桥变换单元的输出端与所述可变电感单元的输入端电气连接，所述移相全桥变换单元的输出端与所述高频变压器的原边绕组电气连接，所述高频变压器的副边绕组与所述周波变换单元的输入端电气连接，所述滤波单元的输入端与所述周波变换单元的输出端电气连接，所述滤波单元的输出端与所述高频变压器的副边绕组电气连接；
[0008]其中，所述移相全桥变换单元的控制端、所述周波变换单元的控制端以及所述可变电感单元的控制端用于与控制器的输出端电气连接。
[0009]优选地，所述移相全桥变换单元包括直流电压源、第一桥臂以及第二桥臂，所述第一桥臂并在所述直流电压源的两侧，所述第二桥臂并在所述第一桥臂两侧，所述第一桥臂
的中心部与所述高频变压器第一绕组的同名端电气连接，所述第二桥臂的中心部与所述高频变压器第一绕组的异名端电气连接，所述第一桥臂的中心部和所述第二桥臂的中心部与所述可变电感单元的输入端电气连接，所述第一桥臂的控制端和所述第二桥臂的控制端与所述控制器的输出端电气连接。
[0010]优选地，所述第一桥臂包括第一移相全桥主桥臂开关、第一寄生电容、第三移相全桥主桥臂开关以及第三寄生电容；
[0011]其中，所述直流电压源的正极与所述第一移相全桥主桥臂开关的集电极电气连接，所述第一移相全桥主桥臂开关的发射极与所述第三移相全桥主桥臂开关的集电极电气连接，所述第三移相全桥主桥臂开关的发射极与所述直流电压源的负极电气连接，所述第一寄生电容的一端与所述第一移相全桥主桥臂开关的集电极电气连接，所述第一寄生电容的另一端与所述第一移相全桥主桥臂开关的发射极电气连接，所述第三寄生电容的一端与所述第三移相全桥主桥臂开关的集电极电气连接，所述第三寄生电容的另一端与所述第三移相全桥主桥臂开关的发射极电气连接，所述第一移相全桥主桥臂开关的发射极与所述高频变压器第一绕组的同名端电气连接，所述第一移相全桥主桥臂开关的发射极与所述可变电感单元的输入端电气连接，所述第一移相全桥主桥臂开关的控制端和所述第三移相全桥主桥臂开关的控制端与所述控制器的输出端电气连接。
[0012]优选地，所述第二桥臂包括第二移相全桥主桥臂开关、第四移相全桥主桥臂开关、第二寄生电容、以及第四寄生电容；
[0013]其中，所述直流电压源的正极与所述第二移相全桥主桥臂开关的集电极电气连接，所述第二移相全桥主桥臂开关的发射极与所述第四移相全桥主桥臂开关的集电极电气连接，所述第四移相全桥主桥臂开关的发射极与所述直流电压源的负极电气连接，所述第二寄生电容的一端与所述第二移相全桥主桥臂开关的集电极电气连接，所述第二寄生电容的另一端与所述第二移相全桥主桥臂开关的发射极电气连接，所述第四寄生电容的一端与所述第四移相全桥主桥臂开关的集电极电气连接，所述第四寄生电容的另一端与所述第四移相全桥主桥臂开关的发射极电气连接，所述第二移相全桥主桥臂开关的发射极与所述高频变压器第一绕组的异名端电气连接，所述第二移相全桥主桥臂开关的发射极与所述可变电感单元的输入端电气连接，所述第二移相全桥主桥臂开关的控制端和所述第四移相全桥主桥臂开关的控制端与所述控制器的输出端电气连接。
[0014]优选地，所述周波变换单元包括第一双向开关组件以及第二双向开关组件，所述第一双向开关组件的输入端与所述高频变压器第二绕组的同名端电气连接，所述第一双向开关组件的输出端与所述滤波单元的输入端电气连接，所述第二双向开关组件的输入端与所述高频变压器第三绕组的异名端电气连接，所述第二双向开关组件的输出端与所述滤波单元的输入端电气连接，所述第一双向开关组件的控制端和所述第二双向开关组件的控制端与所述控制器的输出端电气连接。
[0015]优选地，所述第一双向开关组件包括第一双向开关、第一二极管、第二二极管、第三二极管以及第四二极管；
[0016]其中，所述第一二极管的正极与所述高频变压器第二绕组的同名端电气连接，所述第一二极管的负极与所述第一双向开关的集电极电气连接，所述第二二极管的负极与所述第一双向开关的集电极电气连接，所述第二二极管的正极与所述第四二极管的负极电气
连接，所述第四二极管的负极与所述滤波单元的输入端电气连接，所述第四二极管的正极与所述第一双向开关的发射极电气连接，所述第一双向开关的发射极与所述第三二极管的正极电气连接，所述第三二极管的负极与所述高频变压器第二绕组的同名端电气连接，所述第一双向开关的控制端与所述控制器的输出端电气连接。
[0017]优选地，所述第二双向开关组件包括第二双向开关、第五二极管、第六二极管、第七二极管以及第八二极管；
[0018]其中，所述第五二极管的正极与所述高频变压器第三绕组的异名端电气连接，所述第五二极管的负极与所述第二双向开关的集电极电气连接，所述第六二极管的负极与所述第二双向开关的集电极电气连接，所述第六二极管的正极与所述滤波单元的输入端电气连接，所述第六二极管的正极与所述第八二极管的负极电气本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于可控电感的单相正弦波逆变器软开关电路,其特征在于，包括移相全桥变换单元、可变电感单元、高频变压器、周波变换单元以及滤波单元；其中，所述移相全桥变换单元的输出端与所述可变电感单元的输入端电气连接，所述移相全桥变换单元的输出端与所述高频变压器的原边绕组电气连接，所述高频变压器的副边绕组与所述周波变换单元的输入端电气连接，所述滤波单元的输入端与所述周波变换单元的输出端电气连接，所述滤波单元的输出端与所述高频变压器的副边绕组电气连接；其中，所述移相全桥变换单元的控制端、所述周波变换单元的控制端以及所述可变电感单元的控制端用于与控制器的输出端电气连接。2.根据权利要求1所述的基于可控电感的单相正弦波逆变器软开关电路，其特征在于，所述移相全桥变换单元包括直流电压源、第一桥臂以及第二桥臂，所述第一桥臂并在所述直流电压源的两侧，所述第二桥臂并在所述第一桥臂两侧，所述第一桥臂的中心部与所述高频变压器第一绕组的同名端电气连接，所述第二桥臂的中心部与所述高频变压器第一绕组的异名端电气连接，所述第一桥臂的中心部和所述第二桥臂的中心部与所述可变电感单元的输入端电气连接，所述第一桥臂的控制端和所述第二桥臂的控制端与所述控制器的输出端电气连接。3.根据权利要求2所述的基于可控电感的单相正弦波逆变器软开关电路，其特征在于，所述第一桥臂包括第一移相全桥主桥臂开关、第一寄生电容、第三移相全桥主桥臂开关以及第三寄生电容；其中，所述直流电压源的正极与所述第一移相全桥主桥臂开关的集电极电气连接，所述第一移相全桥主桥臂开关的发射极与所述第三移相全桥主桥臂开关的集电极电气连接，所述第三移相全桥主桥臂开关的发射极与所述直流电压源的负极电气连接，所述第一寄生电容的一端与所述第一移相全桥主桥臂开关的集电极电气连接，所述第一寄生电容的另一端与所述第一移相全桥主桥臂开关的发射极电气连接，所述第三寄生电容的一端与所述第三移相全桥主桥臂开关的集电极电气连接，所述第三寄生电容的另一端与所述第三移相全桥主桥臂开关的发射极电气连接，所述第一移相全桥主桥臂开关的发射极与所述高频变压器第一绕组的同名端电气连接，所述第一移相全桥主桥臂开关的发射极与所述可变电感单元的输入端电气连接，所述第一移相全桥主桥臂开关的控制端和所述第三移相全桥主桥臂开关的控制端与所述控制器的输出端电气连接。4.根据权利要求3所述的基于可控电感的单相正弦波逆变器软开关电路，其特征在于，所述第二桥臂包括第二移相全桥主桥臂开关、第四移相全桥主桥臂开关、第二寄生电容、以及第四寄生电容；其中，所述直流电压源的正极与所述第二移相全桥主桥臂开关的集电极电气连接，所述第二移相全桥主桥臂开关的发射极与所述第四移相全桥主桥臂开关的集电极电气连接，所述第四移相全桥主桥臂开关的发射极与所述直流电压源的负极电气连接，所述第二寄生电容的一端与所述第二移相全桥主桥臂开关的集电极电气连接，所述第二寄生电容的另一端与所述第二移相全桥主桥臂开关的发射极电气连接，所述第四寄生电容的一端与所述第四移相全桥主桥臂开关的集电极电气连接，所述第四寄生电容的另一端与所述第四移相全桥主桥臂开关的发射极电气连接，所述第二移相全桥主桥臂开关的发射极与所述高频变压器第一绕组的异名端电气连接，所述第二移相全桥主桥臂开关的发射极与所述可变电感单
元的输入端电气连接，所述第二移相全桥主桥臂开关的控制端和所述第四移相全桥主桥臂开关的控制端与所述控制器的输出端电气连接。5.根据权利要求1所述的基于可控电感的单相正弦波逆变器软开关电路，其特征在于，所述周波变换单元包括第一双向开关组件以及第二双向开关组件，所述第一双向开关组件的输入端与所述高频变压器第二绕组的同名端电气连接，所述第一双向开关组件的输出端与所述滤波单元的输入端电气连接，所述第二双向开关组...

【专利技术属性】
技术研发人员：张强，夏天浩，谷骜，郑运鸿，
申请(专利权)人：厦门理工学院，
类型：发明
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