二极管箝位双反激逆变器制造技术

一种二极管箝位双反激逆变器，包括第一反激电路和第二反激电路，第一反激电路和第二反激电路按输出电流电压坐标分区间工作，得到逆变输出。具有如下优点：单级结构可实现升压逆变输出，有助于降低整机大小、体积重量和成本；实现了高频电气隔离；整个电路使用有源功率器件较少，电路结构简单，开销小；控制方案较为简单，易于实现；变压器原边电压被箝位在一定范围，有效抑制开关器件电压尖峰。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种可以实现升压逆变和高频电气隔离的二极管箝位双反激逆变器，属 电能变换装置中的逆变器。二
技术介绍
传统逆变器拓扑几乎都可以归结为buck型降压式变换器结构，为保证逆变器正常 工作，要求直流侧母线电压必须大于输出电压峰值，以市电系统为例，输出为220VAC, 则直流侧母线电压至少要达到315VDC，而这在大多数应用场合都是无法满足的，因而 必须在逆变器前增加一级DC/DC直直变换器，将输入电压升压到要求的直流侧母线电 压。相对单级结构，DC/DC直直变换器+DC/AC逆变器的两级式结构增加了系统复杂 性、加大了开销、增大了整机体积重量、降低了整体的功率变换效率。另一方面传统逆 变器的直流侧母线电压可能由于各种原因低于所需输出电压瞬时值，将导致输出电压波 形畸变，严重时将导致变换器工作异常甚至故障烧毁。因而希望得到一种在直流侧母线 电压低于输出电压时也能正常实现升压逆变的单级逆变器。另一方面，希望该单级逆变 器是高频电气隔离的，以满足实际要求，并满足体积重量要求。三
技术实现思路
1、 专利技术目的本专利技术的目的是提供一种可以实现升压逆变且实现高频电气隔离的 单级逆变器。2、 技术方案为了解决上述的技术问题，本专利技术的可实现升压逆变和髙频电气隔离 的二极管箝位双反激逆变器，包括第一反激电路1和第二反激电路2;第一反激电路1 包括第一功率开关&、第一变压器r,、第二功率开关&、第一箝位二极管A和输出滤波电容C;第二反激电路2包括第三功率开关&、第二变压器T2、第四功率开关&、第 二箝位二极管D2和输出滤波电容C;第一反激电路1和第二反激电路2在输出侧并联，共用输出滤波电容c。本专利技术二极管箝位双反激逆变器的特征在于，第一功率开关& 的阳极同第一外界电源C7，的阳极连接；第一功率开关&的阴极和第一箝位二极管D，的阴极，连接到第一变压器K原边电感"的同名端；第一箝位二极管i^的阳极，连接 到第二外界电源C/2的阴极；第一变压器7^原边电感&的非同名端，连接到第一外界电 源阴极和第二外界电源C/2阳极的连接点；第一变压器r，副边电感丄2的同名端连接 到第二功率开关&的阴极；第一变压器K副边电感i2的非同名端连接到输出滤波电容 的下端；第二功率开关&的阳极连接到输出滤波电容的上端；第三功率开关&的阴极 同第二外界电源(/2的阴极连接；第三功率开关&的阳极和第二箝位二极管D2的阳极， 连接到第二变压器:T2原边电感丄3的非同名端；第二箝位二极管i)2的阴极，连接到第一 外界电源CA的阳极；第二变压器7^原边电感￡3的同名端，连接到第一外界电源t/，阴极和第二外界电源f/2阳极的连接点；第二变压器72副边电感14的非同名端连接到第四 功率开关&的阳极；第二变压器r2副边电感丄4的同名端连接到输出滤波电容的下端； 第四功率开关&的阴极连接到输出滤波电容的上端;外界负载及并联在输出滤波电容C 的两端。3、 有益效果:本专利技术是可实现升压变换和高频电气隔离的二极管箝位双反激逆变器， 具有如下优点(1)单级结构即实现了升压逆变输出，整机大小、体积重量和成本可大 为降低；(2)实现了高频电气隔离；(3)整个电路使用有源功率器件较少，结构简单， 开销小；(4)控制方案较为简单，易于实现。4附图说明图l是本专利技术的可实现升压变换和高频电气隔离的二极管箝位双反激逆变器电路结 构示意图，标号名称1.第一反激电路；2.第二反激电路；图2是本专利技术的可实现升压变换和高频电气隔离的二极管箝位双反激逆变器各开关 模态示意图3是本专利技术的可实现升压变换和髙频电气隔离的二极管箝位双反激逆变器釆用的 控制框图。图中的主要符号名称C^输出滤波电容。A 、A——第一、第二箝位二极管。 L——电感电流。&——电感电流反馈。zV——电流基准。PWM~—驱动信号。&~S4——第一 第四功率开关。r！ 、 r2——第一、第二变压器。"、"——第一、第二外界电源。"。——逆变器输出电压。"。f——输出电压反馈。h~K4——功率开关&~^4的驱动。具体实施例方式如图1所示，本实施例的可实现升压变换和高频电气隔离的二极管箝位双反激逆变器，其特征在于，第一功率开关&的阳极同第一外界电源W的阳极连接；第一功率开关&的阴极和第一箝位二极管A的阴极，连接到第一变压器r,原边电感Zo的同名端；第一箝位二极管A的阳极，连接到第二外界电源"的阴极；第一变压器r,原边电感丄,的非同名端，连接到第--外界电源^阴极和第二外界电源￡/2阳极的连接点；第一变压器r,副边电感丄2的同名端连接到第二功率开关&的阴极；第一变压器r,副边电感丄2的非同名端连接到输出滤波电容的下端；第二功率开关&的阳极连接到输出滤波电 容的上端；第三功率开关&的阴极同第二外界电源f/2的阴极连接；第三功率幵关&的阳极和第二箝位二极管/>2的阳极，连接到第二变压器:T2原边电感z:3的非同名端；第二箝位二极管/>2的阴极，连接到第一外界电源"的阳极；第二变压器7^原边电感丄3的 同名端，连接到第一外界电源W阴极和第二外界电源t/2阳极的连接点；第二变压器T2副边电感丄4的非同名端连接到第四功率开关&的阳极；第二变压器r2副边电感丄4的同名端连接到输出滤波电容的下端；第四功率开关&的阴极连接到输出滤波电容的上端； 外界负载及并联在输出滤波电容C的两端。本专利技术的可实现升压变换和髙频电气隔离的二极管箝位双反激逆变器的工作原理 是二极管箝位双反激逆变器由第一反激电路和第二反激电路组合得到；以输出电流为 纵坐标，输出电压为横坐标的坐标系，将逆变器工作区间划分为四个象限，在第1象限， 第二反激电路单独工作；在第3象限，第一反激电路单独工作；第2、 4象限，第一、 第二反激变换器共同工作。当第二反激电路单独工作，第三、第四功率开关高频PWM 调制，第二变压器副边电压为正极性的高频PWM调制波，提供正的输出电压和输出电 流，即完成逆变器工作区问的第1象限；当第一反激电路单独工作，第一、第二功率开 关高频PWM调制，第一变压器副边电压为负极性的高频PWM调制波，提供负的输出 电压和输出电流，即完成逆变器工作区间的第3象限；当第一、第二反激电路共同工作， 第一、第二变压器副边电压组合得到双极性的高频PWM调整波，提供正的输出电压和 负的输出电流，或者负的输出电压和正的输出电流，即完成逆变器工作区间的第2、 4 象限。第一、第二变压器始终工作在高频脉宽调制状态。变压器副边绕组电压和原边绕组 电压均为高频脉冲调制波，且满足匝比关系。通过匝比设计，可使得输出电压高于或低 于输入电压，实现单级升压或降压逆变。由于第一、第二筘位二极管，和第一、第二功 率开关的体二极管的存在，将第一、第二变压器的原边电压始终箝位在第一外界电源电 压和第二外界电源电压之间，防止第一 第四功率开关管的两端出现电压尖峰，有效的 保护了功率开关器件。下面以附图1为主电路结构，结合附图2来叙述本专利技术的二极管箝位双反激逆变器 的具体工作原理和工作模态。记第一外界电源C本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种二极管箝位双反激逆变器，包括第一反激电路（１）和第二反激电路（２），其特征在于，第一功率开关（Ｓ↓［１］）的阳极同第一外界电源（Ｕ↓［１］）的阳极连接；第一功率开关（Ｓ↓［１］）的阴极和第一箝位二极管（Ｄ↓［１］）的阴极，连接到第一变压器（Ｔ↓［１］）原边电感（Ｌ↓［１］）的同名端；第一箝位二极管（Ｄ↓［１］）的阳极，连接到第二外界电源（Ｕ↓［２］）的阴极；第一变压器（Ｔ↓［１］）原边电感（Ｌ↓［１］）的非同名端，连接到第一外界电源（Ｕ↓［１］）阴极和第二外界电源（Ｕ↓［２］）阳极的连接点；第一变压器（Ｔ↓［１］）副边电感（Ｌ↓［２］）的同名端连接到第二功率开关（Ｓ↓［２］）的阴极；第一变压器（Ｔ↓［１］）副边电感（Ｌ↓［２］）的非同名端连接到输出滤波电容的下端；第二功率开关（Ｓ↓［２］）的阳极连接到输出滤波电容的上端；第三功率开关（Ｓ↓［３］）的阴极同第二外界电源（Ｕ↓［２］）的阴极连接；第三功率开关（Ｓ↓［３］）的阳极和第二箝位二极管（Ｄ↓［２］）的阳极，连接到第二变压器（Ｔ↓［２］）原边电感（Ｌ↓［３］）的非同名端；第二箝位二极管（Ｄ↓［２］）的阴极，连接到第一外界电源（Ｕ↓［１］）的阳极；第二变压器（Ｔ↓［２］）原边电感（Ｌ↓［３］）的同名端，连接到第一外界电源（Ｕ↓［１］）阴极和第二外界电源（Ｕ↓［２］）阳极的连接点；第二变压器（Ｔ↓［２］）副边电感（Ｌ↓［４］）的非同名端连接到第四功率开关（Ｓ↓［４］）的阳极；第二变压器（Ｔ↓［２］）副边电感（Ｌ↓［４］）的同名端连接到输出滤波电容的下端；第四功率开关（Ｓ↓［４］）的阴极连接到输出滤波电容的上端；外界负载（Ｒ）并联在输出滤波电容（Ｃ）的两端。...

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：洪峰，王成华，刘周成，
申请(专利权)人：南京航空航天大学，
类型：发明
国别省市：84[中国|南京]