微功耗直流逆变器采用简单的电容网络，实现了直流电压的逆变，该直流逆变器最大特点是，只要把输入功率中极小部份进行功率变换，就可以得到全部输出功率，即输入功率中极大部份既不必进行实际的功率变换，也不必通过磁芯变压器或电感传递，直接到达输出端，成为输出功率，所有器件工作在工频，不产生EMI干扰，因此功耗极小而寿命极长，安全可靠，节能环保，成本低，制作安装容易。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种微功耗直流逆变器。
技术介绍
传统直流逆变器采用PWM脉宽调制的方法，电路拓朴有桥式、半桥式、推挽式、正激式、反激式等等，其工作方法是，首先不问青红皂白，把输入的一种直流电压全部变成高频率方波再说，然后用电感、电容滤波，变成交流电压，这种方法有以下毛病1)采用脉宽调制的方法，高频率、大功率方波的产生过程，也就是强烈EMI干扰产生的过程，大功率直流逆变器相当于一个高频功率发射台，可以想见，所产生的干扰何其严重。2)功率变换过程中，输入功率的全部必须进行实际的功率变换，所有变换的功率必须通过磁芯变压器或电感传递才能到达输出端，损耗大，效率低。
技术实现思路
微功耗直流逆变器原理图1是微功耗直流逆变器工作原理示意图，工作过程如下1)正弦波前IOms面积沿Y轴N等分，此处以4等分为例；2)每等分以下底为一边作4个长方形，堆累成塔形如图示；3)利用电容网络由输入直流电压产生宝塔波，这是实施直流逆变的第一步；4)用正弦波从内部切割此塔形，正弦波的幅值选择原则是，使得正弦波在内部刚好和宝塔波的直角边相切；5)宝塔波被切去多余部份后的实体，刚刚好是输出的正弦波电压Va ；6)宝塔波切下来的多余部份打散、揉合，变换成正弦波电压Vb，与前述Va同时输出，产生输出电压Vo的前IOms波形；7)正弦波后IOms处理方法同上，产生输出电压Vo的后IOms波形。微功耗直流逆变器由一个电压切割电路和一个N阶电容网络组成，N阶电容网络的输出端接电压切割电路的输入端。电压切割电路由场效应管Q9、Q12组成，它们的源极接在一起，通过电阻Rl接地，电容C8和电阻Rl并联，场效应管Q9的漏极接电容网络的正极， 场效应管Q12的漏极接电容网络的负极，场效应管Q9、Q12的驱动信号V12是幅值310V的正弦波信号。N阶电容网络由正、负双臂组成，电容网络的正臂由电容C1、C3、C5、C7和场效应管Q3、Q6、Q8、Qll组成，电容Cl的正极接场效应管Q3的源极，场效应管Q3的漏极接二极管Dl的阴极，电容C3的正极接场效应管Q6的源极，场效应管Q6的漏极接二极管Dl的阳极和电容Cl的负极，电容C5的正极接场效应管Q8的源极，场效应管Q8的漏极接二极管 D3的阳极和电容C3的负极，电容C7的正极接场效应管Qll的源极，场效应管Qll的漏极接二极管D5的阳极和电容C5的负极，电容C7的负极接地，二极管D1、D3、D5的阴极同时接电容网络的正极，即场效应管Q9的漏极；电容网络的负臂由电容C2、C4、C6、C9和场效应管Q1、Q5、Q7、Q10组成，电容C2的负极接场效应管Ql的源极，场效应管Ql的漏极接二极管D2的阳极，电容C4的负极接场效应管Q6的源极，场效应管Q5的漏极接二极管D2的阴极和电容C2的正极，电容C6的负极接场效应管Q7的源极，场效应管Q7的漏极接二极管D4的阴极和电容C4的正极，电容C9 的负极接场效应管QlO的源极，场效应管QlO的漏极接二极管D3的阴极和电容C6的正极， 电容C9的正极接地，二极管D2、D4、D6的阳极同时接电容网络的负极，即场效应管Q12的漏极；输入正直流电压V4的负极接地其正极接场效应管Q4的漏极，场效应管Q4的源极接场效应管Q9的漏极，输入负直流电压V6的正极接地，其负极接场效应管Q2的漏极，场效应管Q2的源极接场效应管Q12的漏极；栅极驱动信号V1、V2是市电同步方波信号，正臂驱动信号V13、V10、V8、V5和负臂驱动信号V11、V9、V7、V3也是市电同步方波信号，但脉宽以每2ms递减，延时以每Ims递增， 场效应管Q9、Q12的驱动信号V12是幅值310V的正弦波信号。附图说明 图1是宝塔波切割原理；图2是宝塔波产生电路；图3宝塔波的仿真波形图4是电压切割电路；图5正弦波切割宝塔波的过程仿真；图6是宝塔波切成的正弦波电压；图7是引入UC1825控制芯片的电压补偿电路；图8是引入UC1825控制芯片补偿电压的仿真没形；图9是四阶宝塔波产生电路；图10是十六阶宝塔波驱动信号产生电路；图11是十六阶宝塔波驱动信号仿真波形；图12是八阶宝塔波仿真波形；图13是正弦波切割宝塔波过程仿真； 图14是十六阶宝塔波仿真波形；图15是四阶宝塔波产生电路；图16是八阶宝塔波产生电路；图17是八阶宝塔波产生电路㈧；图18是八阶宝塔波产生电路⑶；图19是十六阶宝塔波产生电路；图20是十六阶宝塔波产生电路㈧；图21是十六阶宝塔波产生电路(B)；图22是十六阶宝塔波产生电路(C)；图2是4阶宝塔波产生电路，宝塔波产生电路实际上是一个电容升压网络，这了简化说明，以电源V3、V5、V7、V9、V11、V13、V15、V17代表网络电容上的电压，图2中，MOS管Q4、Q6、Q8、QlO等组成4阶电容网 络的正臂，MOS管Q2、Q5、Q7、Q9等组成4阶电容网络的负臂，其中Q6、Q5、V7、V9、D3、D4组成了电容网络的一阶，从下到上阶数递增。前10ms，电容网络的正臂启动，各阶MOS管栅极驱动信号导通时间随阶数增加按每次2ms递减，各阶MOS管栅极驱动信号延时时间按每次Ims递增，第一阶MOS管QlO的驱动信号V16的导通时间为10ms，延时时间为0ms，依此类推。Q1、Q3栅极所加驱动信号是周期20ms的等幅方波电压，前IOms期间，Ql饱和导通。在V16高电平期间(脉宽10ms，延时 Oms)，QlO饱和导通，V15上的电压通过QlO的漏源极、D2、Ql的漏源极，在负载电阻Rl上产生持续时间10ms、幅值为V15的方形电压Sl ；在V12高电平期间(脉宽8ms，延时1ms)， Q8饱和导通，Vll上的电压通过Q8的漏源极、D6、Ql的漏源极，在负载电阻Rl上产生持续时间8ms、幅值为Vll的方形电压S2，S2左右地称地堆在Sl之上；在V8高电平期间(脉宽 6ms，延时2ms)，Q6饱和导通，V7上的电压通过Q6的漏源极、D3、Ql的漏源极，在负载电阻 Rl上产生持续时间6ms、幅值为V7的方形电压S3，S3左右对称地堆在S2之上；在V4高电平期间(脉宽4ms，延时3ms)，Q4饱和导通，V3上的电压通过Q4的漏源极、DU Ql的漏源极，在负载电阻Rl上产生持续时间4ms、幅值为V3的方形电压S4，S左右对称地堆在S3之上；在前IOms到来的最后时刻，在负载电阻Rl上形成Sl在下、S4在上、持续时间递减的宝塔波电压。后IOms期间，电容网络的负臂启动，同样道理，在负载电阻Rl上形成Sl在上、S4 在下、持续时间递减的负方向宝塔波电压。20ms到来的最后时刻，在电阻Rl上形成了一个完整的宝塔波电压，图3是所产生的宝塔波电压的仿真波形。图4是正弦波切割宝塔波的实际电路，MOS管Q5、Q6、TX1等组成了电压切割电路， 加在变压器TXl原边和地之间的是宝塔波电压VI，Q5、Q6栅极加包络为馒头波的方波驱动信号V4、V5，V5滞后V4半个周期。V4、V5幅值的选择原则是使得正弦波V4、V5刚好和宝塔波Vl的内部直角边相切，前10ms，漏极所加正宝塔波电压Vl通过二极管D1、Q5漏源极， 加在负载电阻R3上，由于源极电压跟踪栅极电位，于是在电阻R3上形成与栅极波形的包络相同的正馒头波电压，相当于栅极电压在漏极宝塔波本文档来自技高网...
【技术保护点】
１．一种微功耗直流逆变器，其特征是：微功耗直流逆变器由一个电压切割电路和一个Ｎ阶电容网络组成，Ｎ阶电容网络的输出端接电压切割电路的输入端。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：郁百超，
申请(专利权)人：郁百超，
类型：发明
国别省市：83
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