抗直流电磁干扰的高效逆变器制造技术

本发明专利技术涉及一种结构简单、适于提升逆变器效率并改善直流电磁干扰的高效逆变器，其包括：四个MOS管、两个IGBT管、两个二极管和两个滤波电感；工作时，微控制器使第一IGBT管导通半个工频周期，同时使第一、第四MOS管和第二IGBT管截止，并使第二、第三MOS管在所述高频触发信号的同步触发下作高频同步切换，以使第一、第二滤波电感的外侧端输出交流电源之正半周；然后所述微控制器使第二IGBT管导通半个工频周期，同时使第二、第三MOS管和第一IGBT管截止，第一、第四MOS管在所述高频触发信号的同步触发下作高频同步切换，以使第一、第二滤波电感的外侧端输出交流电源之负半周，如此反复。

High efficiency inverter for resisting DC electromagnetic interference

The invention relates to a simple structure and is suitable for improving the inverter efficiency and improve the efficiency of inverter, DC electromagnetic interference comprises four MOS tubes, two IGBT tubes, two diodes and two filter inductors; when working, the micro controller of the first IGBT pass half power frequency cycle, at the same time, the first fourth MOS and second IGBT tube cut-off, and the second and the third MOS tube under high frequency synchronous switching synchronous trigger signal at the high frequency, so that the first and the second inductance of the lateral end of the AC power output is half; then the micro controller second IGBT turn-on half power frequency at the same time, the second cycle, third MOS tube and IGBT tube as the first, the first and the fourth MOS tube under high frequency synchronous switching synchronous trigger signal at the high frequency, so that the outside of the first and the second end of the output filter inductor Out of the negative half of AC power, so repeatedly.

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及逆变电源的
，尤指涉及一种抗直流电磁干扰的高效逆变器。
技术介绍
逆变器是一种电能转换装置，主要实现由直流到交流的能量转换。并网逆变器包 括光伏并网逆变器、风能并网逆变器、燃料电池并网逆变器等。并网逆变器能将可再生能源 产生的能量高效能的转换为可并接至市电的与市电同频率、同相位的交流电。按其电路形式来划分半桥逆变电源及全桥逆变电源。其中，全桥逆变器电源的控 制方式有两种单极性PWM调制，双极性PWM调制。双极性PWM调制同一桥臂的两个开关管 互补驱动，由于开关管导通、截止特性的不一致性以及死区时间的控制电路参数的不一致， 可能导致同一桥臂的两个开关管同时导通，进而导致开关管损坏。单极性PWM控制有在市 电正负半周都只有一个开关管作高频切换，导致输出电感的利用率下降，进而降低了逆变 器电源的效率；同时，该种控制方式的DC EMI (直流电磁干扰)问题也很突出。
技术实现思路
本专利技术要解决的技术问题是提供一种结构简单、适于提升逆变器效率并改善直流 电磁干扰的高效逆变器。为了解决上述技术问题，本专利技术提供了一种抗直流电磁干扰的高效逆变器，其特 点是包括四个MOS管Si、S2、S3和S4、两个IGBT管S5和S6、两个二极管Dl和D2和两个 滤波电感Ll和L2 ；第一、第二 MOS管S1、S2的电流输入端与直流电源SG的正极相连，第一 MOS管Sl的电流输出端同时与第三MOS管S3和第一 IGBT管S5的电流输入端相连，第三、 第四MOS管S3、S4的电流输出端与直流电源SG的负极相连，第二 MOS管S2的电流输出端 同时与第二 IGBT管S6的电流输入端和第二滤波电感L2的内侧接线端相连，第二 IGBT管 S6的电流输出端同时与第四MOS管S4的电流输入端和第一二极管Dl的阳极相连；第一MOS 管Sl的电流输出端同时与第一二极管Dl的阴极和第一滤波电感Ll的内侧接线端相连，第 一、第二滤波电感Li、L2的外侧端为交流电源输出端；第一 IGBT管S5的电流输出端与第 二二极管D2的阳极相连，第二二极管D2的阴极与第二滤波电感L2的内侧接线端相连。进一步，所述直流电源SG的正、负极两端设有滤波电容Cl，用于降低逆变环节输 入纹波。直流电源SG为直流能量产生装置，例如太阳能面板、风能、燃料电池等。进一步，所述第一、第四MOS管Si、S4的控制端分别经一调制电路与一微控制器 MCU的第一高频脉冲信号输出端相连，所述第二、第三MOS管S2、S3的控制端分别经调制电 路与微控制器MCU的第二高频脉冲信号输出端相连；所述两个IGBT管S5和S6分别与微控 制器MCU的两个工频脉冲信号输出端相连；所述第一滤波电感Ll和第二滤波电感L2的外 侧端接交流负载或电网Grid。进一步，所述调制电路用于将微控制器MCU输出的高频脉冲信号与一正弦信号调 制成用于驱动所述四个MOS管S1、S2、S3和S4的高频触发信号；所述正弦信号与所述交流负载或电网Grid上的交流电源Vgrid同频率且同相位。 工作时，所述微控制器MCU使第一 IGBT管S5导通半个工频周期，同时使第一、第 四MOS管Si、S4和第二 IGBT管S6截止，并使第二、第三MOS管S2、S3在所述高频触发信 号的同步触发下作高频同步切换，以使第一、第二滤波电感Li、L2的外侧端输出交流电源 Vgrid之正半周；然后所述微控制器MCU使第二 IGBT管S6导通半个工频周期，同时使第二、 第三MOS管S2、S3和第一 IGBT管S5截止，第一、第四MOS管S1、S4在所述高频触发信号的 同步触发下作高频同步切换，以使第一、第二滤波电感L1、L2的外侧端输出交流电源Vgrid 之负半周，如此反复。进一步，在所述第一、第二滤波电感L1、L2的外侧端输出交流电源Vgrid之正半周 期间，当所述高频触发信号为高电平时，第二、第三MOS管S2、S3导通，直流电源SG的正极、 第二MOS管S2、第二滤波电感L2、交流负载或电网Grid、第一滤波电感Li、第三变晶体管S3 和直流电源SG的负极依次构成电流回路；当高频触发信号为低电平时，第二、第三MOS管 S2、S3截止，第二滤波电感L2、交流负载或电网Grid、第一滤波电感Li、第一 IGBT管S5和 第二二极管D2依次构成续流回路。在所述第一、第二滤波电感L1、L2的外侧端输出交流电源Vgrid之负半周期间，当 高频触发信号为高电平时，第一、第四MOS管Si、S4导通，直流电源SG的正极、第一 MOS管 Si、第一滤波电感Li、交流负载或电网Gr id、第二滤波电感L2、第四变晶体管S4和直流电 源SG的负极依次构成电流回路；当高频脉冲信号为低电平时，第一、第四MOS管Si、S4截 止，第一滤波电感Li、交流负载或电网Grid、第二滤波电感L2、第二 IGBT管S6和第一二极 管Dl依次构成续流回路。进一步，所述微控制器MCU连接有用于检测所述电网Grid上的交流电源Vgrid相 位的相位传感器，以使所述正弦信号的相位与所述电网Grid上的交流电源Vgrid的相位相 同，同时使微控制器MCU输出的用于控制第一 IGBT管S5的第一工频脉冲信号与所述正弦 信号同相位，使微控制器MCU输出的用于控制第二 IGBT管S6的第二工频脉冲信号与所述 正弦信号反相位。本专利技术的上述技术方案相比现有技术具有以下优点(1)本专利技术的高效逆变器相 对于传统全桥电路，在每个桥臂上都增加了一个高频晶体管，使得无论在正半周或负半周， 两个电感同时工作，在提高电感利用率的同时，改善了 DC EMI问题。相对于传统逆变电路 结构而言，该结构提高了电感的利用率，减小了续流路径，进而提升了整机效率；同时降低 了机器的DC EMI，使得逆变器各方面性能提升。(2)、由于续流装置的引入，使得储能装置 (即电容Cl)不参与续流过程，图1中的A、B两点的电位在续流过程中电位保持基本相等， 且逆变状态与续流状态A、B两点电位变化量较小，这降低了 DC EMI问题。(3)、本专利技术中 的逆变装置采用的四个晶体管皆作高频切换，这使得无论在正负半周，两个滤波电感Ll和 L2的内侧接线端的电位都呈高频脉冲，其外侧接线端为市电，这提高了滤波电感的利用率。 (4)、本专利技术引入续流回路，使得续流回路变短，从而降低损耗提升了效率。在市电正和负半 周都会有两个晶体管做高频切换，相应的低频晶体管与二极管做续流。在市电正或负半周 会有一个低频晶体管参与能量转换。所有晶体管的寄生二极管皆不参与能量转换及续流。附图说明 为了使本专利技术的内容更容易被清楚的理解，下面根据的具体实施例并结合附图， 对本专利技术作进一步详细的说明，其中图1为实施例中的高效逆变器的结构示意图；图2为实施例中的高效逆变器的控制部分的电路框图；图3为实施例中的高效逆变器工作时各部件上的波形图；图4为实施例中的高效逆变器输出正半周交流电时的电流回路示意图；图5为实施例中的高效逆变器输出正半周交流电时的续流回路示意图；图6为实施例中的高效逆变器输出负半周交流电时的电流回路示意图；图7为实施例中的高效逆变器输出负半周交流电时的续流回路示意图。具体实施例方式见图1-7，本实施例的抗直流电磁干扰的高效逆变器包括为了解决上述技本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种抗直流电磁干扰的高效逆变器，其特征在于包括：四个同一型号的ＭＯＳ管（Ｓ１、Ｓ２、Ｓ３和Ｓ４）、两个同一型号的ＩＧＢＴ管（Ｓ５和Ｓ６）、两个二极管（Ｄ１和Ｄ２）和两个滤波电感（Ｌ１和Ｌ２）；第一、第二ＭＯＳ管（Ｓ１、Ｓ２）的电流输入端与直流电源（ＳＧ）的正极相连，第一ＭＯＳ管（Ｓ１）的电流输出端同时与第三ＭＯＳ管（Ｓ３）和第一ＩＧＢＴ管（Ｓ５）的电流输入端相连，第三、第四ＭＯＳ管（Ｓ３、Ｓ４）的电流输出端与直流电源（ＳＧ）的负极相连，第二ＭＯＳ管（Ｓ２）的电流输出端同时与第二ＩＧＢＴ管（Ｓ６）的电流输入端和第二滤波电感（Ｌ２）的内侧接线端相连，第二ＩＧＢＴ管（Ｓ６）的电流输出端同时与第四ＭＯＳ管（Ｓ４）的电流输入端和第一二极管（Ｄ１）的阳极相连；第一ＭＯＳ管（Ｓ１）的电流输出端同时与第一二极管（Ｄ１）的阴极和第一滤波电感（Ｌ１）的内侧接线端相连，第一、第二滤波电感（Ｌ１、Ｌ２）的外侧端为交流电源输出端；第一ＩＧＢＴ管（Ｓ５）的电流输出端与第二二极管（Ｄ２）的阳极相连，第二二极管（Ｄ２）的阴极与第二滤波电感（Ｌ２）的内侧接线端相连；述直流电源（ＳＧ）的正、负极两端设有滤波电容（Ｃ１）。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：刘良贵，丁永强，
申请(专利权)人：浙江格瑞特新能源有限公司，
类型：发明
国别省市：33