一种以LCR串联谐振结构为负载的逆变电路制造技术

本实用新型专利技术公开了一种以LCR串联谐振结构为负载的逆变电路，该电路包括有用于将直流电转换成为具有一定交变频率的交流电的逆变回路；该电路还包括有用于输出上桥臂驱动脉冲、死区脉冲以及下桥臂驱动脉冲的脉冲频率调节驱动回路；以及，用于比较所述逆变回路中电压超前电流的相位差，并输出该相位差大小的相位差检测回路；相比于现有技术，在本实用新型专利技术当中逆变电路通过设置相位差检测回路，使得逆变回路适配作为负载的LCR串联谐振结构，在为每一个开关管保留死区时间的同时，保持整个电路工作在弱感性且接近谐振工作状态，一方面使负载使其工作高效，另一方面也使得逆变回路本身上下桥臂的切换过程更为顺滑，保证逆变回路中各个开关管近似工作在软开关状态。各个开关管近似工作在软开关状态。各个开关管近似工作在软开关状态。

【技术实现步骤摘要】
一种以LCR串联谐振结构为负载的逆变电路


[0001]本技术属于电磁感应
，特别涉及一种逆变控制电路。

技术介绍

[0002]逆变电路作为电源器中的重要组成部分，一般用于将直流电转换成为交流电。将包含有逆变电路的电源器应用在电磁感应
中，将其与以LCR串联形成谐振结构的负载连接时，逆变电路的工作情况与负载的工作情况将紧密相连，互相影响。
[0003]如图1所示为现有技术中包含有逆变电路的电源器与LCR串联负载连接时的电路原理图。该电路中由四个开关管(TA/TB/TC/TD)构造成逆变全桥，直流电V DC经滤波电容C1后进入逆变全桥中，全桥中四个开关管(TA/TB/TC/TD)后成为具有一定交变频率的交流电，该交流电经隔直电容C2以及匹配变压器R1后，向以负载电容C3、负载电感L1以及负载电阻R1接合组成的LCR串联谐振结构输出。
[0004]上文所载的电路是当包含有逆变电路的电源器应用到负载是LCR串联谐振结构时的典型电路。一般来说，考虑到实际应用中的开关管不是理想器件，上下桥臂的切换过程不可能瞬间完成，需要一定的时间，因此应用到具体的以LCR串联谐振结构为负载的场景中时，驱动控制器在两路输出脉冲之间，往往还会输出一路死区脉冲，在该死区脉冲作用期间，逆变电路中上下桥臂均不导通，死区脉冲将为逆变电路的各个开关管留出反应时间，防止上下桥臂因反应时间不够而出现导通重叠、上下桥臂在某一时刻同时导通、逆变电路直穿的现象。
[0005]当包含有逆变电路的电源器的负载为LCR串联谐振结构时，分析其电路特性可知，LCR串联谐振结构具有其固有谐振频率，该固有谐振频率由电感的L值大小、电容的C值大小和电阻的R值大小共同决定；而逆变电路中上下桥臂的切换导通频率将直接决定电源器的输出频率，当电源器的输出频率逼近LCR串联谐振结构的固有频率时，LCR串联谐振结构达到其谐振状态，此时LCR串联谐振结构中电压与电流同相，负载将在此时获得优异的工作效果。
[0006]因此可以推知，将开关管的反应时间考虑在内，逆变电路应用到具体为LCR串联谐振结构作为负载的电源器中时，如何调整其电路结构、如何改变其驱动控制方式，在输出具有预期的交变频率的交流电，带动负载高效工作的同时，保证电路中上下桥臂顺滑切换、电路中各个开关管安全通断，是本领域技术人员急需解决的技术问题。

技术实现思路

[0007]为解决上述问题，本技术的目的在于提供一种逆变电路，该逆变电路通过检测电路中电压与电流的相位差来判定逆变回路的工作情况，在考虑逆变回路中开关器件的死区时间的前提下，为逆变电路不断调整其上下桥臂的切换频率，在保证逆变电路上下桥臂顺滑切换的同时，为LCR串联谐振结构负载输出与之适配的交流电。
[0008]为实现上述目的，本技术的技术方案如下：
[0009]一种以LCR串联谐振结构为负载的逆变电路，该电路包括有用于将直流电转换成为交流电并向LCR串联谐振结构的负载输出的逆变回路；
[0010]该电路还包括有用于输出上桥臂驱动脉冲、死区脉冲以及下桥臂驱动脉冲的脉冲频率调节驱动回路；
[0011]以及，用于比较逆变回路中电压超前电流的相位差，并输出该相位差大小的相位差检测回路；
[0012]相位差检测回路的检测端连接逆变回路，相位差检测回路的输出端连接脉冲频率调节驱动回路，脉冲频率调节驱动回路输出端输出的上桥臂驱动脉冲以及下桥臂驱动脉冲接入逆变回路，其输出的死区脉冲接入相位差检测回路。
[0013]进一步的，脉冲频率调节驱动回路包括有：用于分别产生上桥臂控制脉冲、死区脉冲以及下桥臂控制脉冲的PFM脉冲频率调节器。
[0014]进一步的，相位差检测回路包括有：
[0015]用于检测逆变回路输出的实时电流大小的电流传感器；
[0016]用于检测实时电流过零点的电流过零检测器；
[0017]用于对应电流正向过零点以及电流负向过零点分别产生过零脉冲的电流零点脉冲生成器；
[0018]电流传感器的检测端与逆变回路交互，电流传感器的输出端接入电流过零检测器，电流过零检测器的输出端接入电流零点脉冲生成器；电流零点脉冲生成器的输出端分别输出电流正向过零脉冲和电流负向过零脉冲。
[0019]进一步的，相位差检测回路中还包括有单稳态触发器，电流零点脉冲生成器输出的电流正向过零脉冲和电流负向过零脉冲分别接入单稳态触发器，PFM脉冲频率调节器输出的死区脉冲接入单稳态触发器的触发反转端。
[0020]进一步的，用于计算实时电压超前实时电流的相位差值大小，并将该相位差值大小以电压大小形式输出的超前时间检测器；
[0021]以及，用于针对超前时间检测器的输出结果，将其与外部给定的超前时间值作出比较的超前时间比较器；
[0022]超前时间检测器的输入端接入单稳态触发器的输出，超前时间检测器的输出端接入超前时间比较器，超前时间比较器还接入外部给定的超前时间值。
[0023]进一步的，相位差检测回路还包括有V/F电压频率转换器，V/F电压频率转换器的输入端接入超前时间比较器的输出，V/F电压频率转换器的输出端连接PFM脉冲频率调节器。
[0024]进一步的，该电路还包括有急停回路；急停回路包括有：
[0025]用于监测逆变回路处的实时电流以及实时电压，一旦监测到逆变回路中存在实时电压滞后于实时电流即被触发的电压滞后电流截止器；
[0026]以及，用于响应电压滞后电流截止器，一旦电压滞后电流截止器被触发即发出同步脉冲，进而强制逆变回路回归实时电压超前实时电流的状态处的同步脉冲发生器；
[0027]电压滞后电流截止器的输入端分别与PFM脉冲频率调节器以及电流零点脉冲生成器连接；电压滞后电流截止器的输出端连接同步脉冲发生器，同步脉冲发生器的输出端连接PFM脉冲频率调节器。
[0028]进一步的，零点脉冲生成器中包括有第一与门、第二与门以及第一或门，第一与门的输入端分别接入PFM脉冲频率调节器输出的上桥臂驱动脉冲以及电流零点脉冲生成器输出的电流正向过零脉冲，第一与门的输出端接入第一或门的其中一个输入端；第二与门的输入端分别接入PFM脉冲频率调节器输出的下桥臂驱动脉冲以及电流零点脉冲生成器输出的电流负向过零脉冲，第二与门的输出端连接第一或门的另一个输入端。
[0029]本申请中提供的以LCR串联谐振结构为负载的逆变电路在具体工作时，按照下述方法工作，具体为：PFM脉冲频率调节器输出上桥臂驱动脉冲后，在上桥臂驱动脉冲经历下降沿的同时发出死区脉冲，而在死区脉冲经历下降沿的同时，PFM脉冲频率调节器发出下桥臂驱动脉冲，在下桥臂驱动脉冲经历下降沿的同时，PFM脉冲频率调节器再次发出上桥臂驱动脉冲，如此反复。
[0030]本申请提供的以LCR串联谐振结构为负载的逆变电路，其在工作时，首先以电流传感器获取逆变电路输出端处的实时电流情况，将该实时电流送入电流过零比较器中，由电流过零比较器对其进行过零比较，检出实时电流本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种以LCR串联谐振结构为负载的逆变电路，该电路包括有用于将直流电转换成为交流电并向LCR串联谐振结构的负载输出的逆变回路；其特征在于，该电路还包括有用于输出上桥臂驱动脉冲、死区脉冲以及下桥臂驱动脉冲的脉冲频率调节驱动回路；以及，用于比较所述逆变回路中电压超前电流的相位差，并输出该相位差大小的相位差检测回路；所述相位差检测回路的检测端连接所述逆变回路，所述相位差检测回路的输出端连接所述脉冲频率调节驱动回路，所述脉冲频率调节驱动回路输出端输出的上桥臂驱动脉冲以及下桥臂驱动脉冲接入所述逆变回路，其输出的死区脉冲接入所述相位差检测回路。2.如权利要求1所述的以LCR串联谐振结构为负载的逆变电路，其特征在于，所述脉冲频率调节驱动回路包括有：用于分别产生上桥臂控制脉冲、死区脉冲以及下桥臂控制脉冲的PFM脉冲频率调节器。3.如权利要求2所述的以LCR串联谐振结构为负载的逆变电路，其特征在于，所述相位差检测回路包括有：用于检测所述逆变回路输出的实时电流大小的电流传感器；用于检测实时电流过零点的电流过零检测器；用于对应电流正向过零点以及电流负向过零点分别产生过零脉冲的电流零点脉冲生成器；所述电流传感器的检测端与所述逆变回路交互，所述电流传感器的输出端接入所述电流过零检测器，所述电流过零检测器的输出端接入所述电流零点脉冲生成器；所述电流零点脉冲生成器的输出端分别输出电流正向过零脉冲和电流负向过零脉冲。4.如权利要求3所述的以LCR串联谐振结构为负载的逆变电路，其特征在于，所述相位差检测回路中还包括有单稳态触发器，所述电流零点脉冲生成器输出的电流正向过零脉冲和电流负向过零脉冲分别接入所述单稳态触发器，所述PFM脉冲频率调节器输出的死区脉冲接入所述单稳态触发器的触发反转端。5.如权利要求4所述的以LCR串联谐振结构为负载的逆变电路，其特征在于，所述相位差检测回路还包括有：用于计算实时电压超前实时电流的相位差值大小，并将该相位大小...

【专利技术属性】
技术研发人员：韦伟平，雷丽萍，
申请(专利权)人：东莞市双平电源技术有限公司，
类型：新型
国别省市：