一种1+N大功率逆变电源制造技术

本发明专利技术提供一种1+N大功率逆变电源，属于逆变电源技术领域，特涉及各种大功率、低成本、小体积、低重量逆变电源设备。本发明专利技术的1+N大功率逆变电源由一个基本逆变电源1与N个全桥扩展单元组成。基本逆变电源具有完整控制电路，用一套控制系统就可完成整个1+N大功率设备。实现同一PWM信号并联驱动多个全桥扩展单元组合，每个全桥同时开通，同时关断，每个全桥过流信号单独取样，有一路过流既关断PWM，每个全桥按比例输出汇集到总输出达到功率1+N倍增，用小功率器件实现完成大功率逆变设备。小功率器件实现完成大功率逆变设备。小功率器件实现完成大功率逆变设备。

【技术实现步骤摘要】
一种1+N大功率逆变电源


[0001]本专利技术属于各种逆变电源
，特涉及各种大功率、低成本、小体积、低重量逆变电源设备。

技术介绍

[0002]现代电源多采用将直流电(市电整流、光伏发电、风力发电等产生)通过电子电力功率器件，开关控制产生高频电流，经过变压器升压或降压产生适用的DC/AC和DC/DC电源设备。
[0003]电子电力功率器件历经可控硅SCR，GTO，双极型晶体管CRT，MOSFET功率管，到现在的主角IGBT。
[0004]传统电源按不同功率选用适应的同级别功率器件，功率越大成本越高，成本增加高于功率增加幅度。
[0005]当输出功率不够时，通常方法是将单台电源设备并机使用扩充功率需要，成本和故障率成倍上升。
[0006]根据需要有的电源采用功率器件并联使用，主要成功的应用在MOSFET设备上，多只器件并联使用，多用于数KW
‑
10KW左右，一般用于20KW以下。
[0007]IGBT大功率级别成本很高，低成本设备使用不起。IGBT并联使用技术要求很高，并联控制成本也高，梢有不慎就烧毁。其原因是：并联时分摊的电流如集中到某个器件上超过承受能力就爆了。
[0008]单管IGBT由于成本低，性能好，得到广泛应用。但功率做不大，只能达到10余KW以下。单管IGBT并联使用不理想，单管IGBT生产厂家明确表示不推荐单管IGBT直接并联使用。

技术实现思路

[0009]本专利技术的目的在于提供一种1+N大功率逆变电源，针对背景技术中大功率逆变电源成本高，可靠性差的状况，本专利技术提供了一种低成本高可靠的1+N大功率逆变电源。
[0010]为了达到上述目的，本专利技术所采用的技术方案是：
[0011]一种1+N大功率逆变电源，其特征在于，包括一个传统基本逆变电源1与N个全桥扩展单元A.B.C.D......N组成，输出电压为单个全桥输出电压，总功率为1+N倍，其中：
[0012]PWM驱动连接至C和D端与隔离驱动相连接，隔离驱动1.A.B......N相并联，同名端与同名端相联，实现同一PWM信号并联同步同相驱动多个全桥单元；
[0013]变压器T1.TA.TB.TC.....TN初级同芯穿过电流互感器HGQ，以检测总电流控制PWM，达到控制输出要求；
[0014]每个全桥同时同步同相开通，同时关断，变压器T1.TA.TB......TN参数相同,其他参数相当,每路输出功率接近一致；
[0015]每个全桥过流信号取至RI1.RIA.RIB......RIN,每路过流信号为或关系,有一路过流既关断PWM，通过过流保护电路完成，以保证各个桥在单独过流时能有效关闭电源输
出；
[0016]每个全桥扩展单元A.B.C.D......N将对应的端子接到扩展接线端并联,按比例输出汇集到总输出达到功率倍增，每个全桥按比例输出汇集到总输出达到功率1+N倍。
[0017]扩展接线端的KZD为连接扩展单元用，C和D端为PWM驱动扩展端，GL和V
‑
端为过电流保护扩展端,EN和TN2为扩展单元全桥输出扩展端,V+和V
‑
为直流电源扩展端，+和
‑
为电源输出扩展端，通过扩展完成更大功率输出。
[0018]另一种实施方式由基本逆变电源1和多个扩展单元A.B.C.D......N组成1+N大功率逆变电源，相邻输出变压器次级头尾相连实行串联，输出电压倍增，多个扩展单元组成高电压大功率逆变电源；
[0019]当PWM驱动功率足够大将可并联同步同相驱动多个全桥逆变扩展单元，达到更大功率；
[0020]变压器T1.TA.TB.TC.....TN初级同芯穿过电流互感器HGQ，以检测总电流控制PWM，达到控制输出要求；
[0021]每个全桥过流信号取至RI1.RIA.RIB......RIN,每路过流信号为或关系,有一路过流既关断PWM，通过过流保护电路完成，以保证各个桥在单独过流时能有效关闭电源输出；
[0022]扩展接线端KZD为连接扩展单元用，C和D端为PWM驱动扩展端，GL和V
‑
端为过电流保护扩展端,EN和TN2为扩展单元全桥输出扩展端,V+和V
‑
为直流电源扩展端，+和
‑
为电源输出扩展端，TN2为相邻输出变压器次级头尾相连实行串联扩展端，扩展单元A.B.C.D......N将对应的端子接到扩展接线端并联,通过扩展完成更大功率输出。
[0023]另一种实施方式为：用单管IGBT应用到1+N大功率逆变焊接电源，每路全桥按比例输出，只要不超过单路全桥功率，过流保护电路不会发出信号；只有在极端情况下，某桥路产生过电流才会关断电源；即使某个桥路坏掉也不会危及相邻桥路，不像IGBT直接并联那样，出问题容易秧及相邻器件。
[0024]与现有技术相比，本专利技术的有益效果是：经过本专利技术实施方式组成的1+N大功率逆变电源与传统的电源相比具有以下优势：
[0025]一、更低成本：
[0026]1.使用小功率器件完成了更高级别功率的大功率逆变电源，用多只小功率器件比直接用更高级别功率器件成本低很多。
[0027]2.用本专利技术避免了将功率器件直接并联使用，因为直接并联使用均流控制很难，每个器件导通过程不一致，非常容易失衡而使功率器件暴掉！(功率器件直接并联使用对器件一致性要求很苛刻，生产和维护成本难承受，功率器件直接并联使用均流控制成本也很高)。
[0028]3.用本专利技术避免了原来将多台整机电源并联和串联使用，而本专利技术只需要基本逆变电源1和多个扩展单元(A.B.C.D......N)组成，成本低很多。
[0029]4.数十KW以上逆变电源所用大功率变压器成本高，用本专利技术将大变压器分解成1+N个小变压器，多只小变压器比一个大变压器成本要低很多。
[0030]5.使用单管IGBT(原来功率做不大)在本专利技术中应用将比IGBT模块有更好性能指标，我们知道单管IGBT在频率，温度很多性能指标上比IGBT模块高很多，在更高频率时变压
器可做更小体积成本自然就低了。器件温升温度更高时散热更容易同时成本也低了。
[0031]二、器件数量减少故障率降低：
[0032]1.在传统电源中将功率器件直接并联使用时，要考虑均流控制，电路复杂不光成本增加，器件增多故障率也会增大，本专利技术不用均流控制，避免了将功率器件直接并联使用时的麻烦。
[0033]2.在传统应用多台整机电源并联和串联使用中，控制电路复杂，比单台设备有更多控制电路组成，本专利技术起码要少用N套逆变电源复杂的控制电路。
[0034]三、减小体积与重量：
[0035]大功率变压器体积和重量都很大，用本专利技术时将大变压器分解成多个小变压器分担，可分散安装，能有效减小体积与重量。
[0036]四、单管IGBT做成的电源功率能1+N倍的增加：
[0037]由于单本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种1+N大功率逆变电源，其特征在于，包括一个传统基本逆变电源1与N个全桥扩展单元A.B.C.D......N组成，输出电压为单个全桥输出电压，总功率1+N倍，其中：PWM驱动连接至C和D端与隔离驱动相连接，隔离驱动1.A.B......N相并联，同名端与同名端相联，实现同一PWM信号并联同步同相驱动多个全桥单元；变压器T1.TA.TB.TC.....TN初级同芯穿过电流互感器HGQ，以检测总电流控制PWM，达到控制输出要求；每个全桥同时同步同相开通，同时关断，变压器T1.TA.TB......TN参数相同,每路输出功率一致；每个全桥过流信号取至RI1.RIA.RIB......RIN,每路过流信号为或关系,有一路过流既关断PWM，通过过流保护电路完成，以保证各个桥在单独过流时能有效关闭电源输出；每个全桥扩展单元A.B.C.D......N将对应的端子接到扩展接线端并联,按比例输出汇集到总输出达到功率倍增，每个全桥按比例输出汇集到总输出达到功率1+N倍。2.根据权利要求1所述的一种1+N大功率逆变电源，其特征在于，扩展接线端的KZD为连接扩展单元用，C和D端为PWM驱动扩展端，GL和V
‑
端为过电流保护扩展端,EN和TN2为扩展单元全桥输出扩展端,V+和V
‑
为直流电源扩展端，+和
‑
为电源输出扩展端，通过扩展完成更大功率输出。3.根据权利要求1所述的一种1+N大功率逆变电源，其特征在于，另一种实...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘裕国，刘圣丹，
申请(专利权)人：刘裕国，
类型：发明
国别省市：