偶级反相器制造技术

本发明专利技术提供了一种偶级反相器，包括：分压电路，将输入AC电源分成偶数个电压电平；多个开关装置，连接至具有偶数个电压电平的分压电路的各个节点；以及双向开关装置，通过多个开关装置中的至少一个连接至分压电路的各个节点并且包括至少两个晶体管。根据本发明专利技术，双向开关装置无需二极管来实现，从而降低了包含在相关技术中的双向开关装置的反平行二极管所导致的传导损耗，并且分压电路的中性点与开关装置电分离，从而控制了无功功率。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及偶级反相器，该偶级反相器将输入DC电源的电压分成偶数个电压电平，并且通过使用多个开关装置生成具有偶数个电压电平的AC输出信号，同时通过从双向开关装置中去除反平行二极管以及将分压电路的中心抽头与开关装置分离来降低传导损耗并控制无功功率。
技术介绍
反相器(在接收DC电源之后输出AC信号的电路)可以控制输出AC信号的大小、频率和谐波分量。通常，根据输出交流信号的电平(大小)，反相器可以分为2级反相器、3级反相器等，并且可以包括将输入DC电源的电压分割成所需要的电平数量的电路以及从被电压分割成所需要的电平的输入DC电源生成AC输出信号的开关电路。在通常广泛使用的3级反相器中，将输入DC电源的电压分成三个电平的电路可由具有相同容量的电容器来实现，开关电路可以包括多个其中晶体管和二极管彼此连接的开关装置。具体地，在根据相关技术的反相器电路中，双向开关装置连接至分压电路的中心抽头，以根据每个操作模式提供输出信号所需的通路。然而，如相关技术中所述，由于相关技术的反相器电路的结构为开关装置直接连接至分压电路的中心抽头，所以很难控制无功功率。此外，由于晶体管和反平行二极管包含在所有的开关装置中，所以传导损失劣化。[相关技术][专利文献](专利文献I)美国专利申请公开号US2011/0103099
技术实现思路
本专利技术的一个方面提供了一种反相器，所述反相器能够通过将电压分割输入DC电源的电路的中心抽头(中性点)与开关装置分离并仅使用晶体管而不使用反平行二极管来实现双向开关装置来降低传导损耗和控制无功功率。根据本专利技术的一个方面，提供了一种偶级反相器，包括分压电路，将输入AC电源分成偶数个电压电平；多个开关装置，连接至具有偶数个电压电平的分压电路的各个节点；以及双向开关装置，通过多个开关装置中的至少一个连接至分压电路的各个节点并且包括至少两个晶体管。分压电路可以包括至少两个电容器，并且至少两个电容器之间的节点可以与多个开关装置和双向开关装置电分离。分压电路可以进一步包括分别连接到至少两个电容器的多个升压电路，并且多个升压电路可共享至少一个节点。由多个升压电路共享的节点可连接到至少两个电容器之间的节点。多个开关装置可以包括至少一个晶体管和至少一个二极管，并且多个开关装置的结构可以与双向开关装置的结构不同。双向开关装置可以仅包括晶体管。多个开关装置和双向开关装置根据从分压电路输出的四个电压电平可以提供不同的电流通路。分压电路可将输入DC电源分成四个电压电平。根据本专利技术的另一方面，提供了一种偶级反相器，包括分压电路，生成具有偶数个电压电平的输入DC电源；以及开关电路，接收输入DC电源并且生成AC输出信号，其中，分压电路包括多个串联连接的电容器，并且串联连接的多个电容器之间的节点与开关电路电分离。开关电路可以包括多个第一开关装置和至少一个第二开关装置，所述第一开关装置包含晶体管和二极管，所述第二开关装置仅包含多个晶体管。第一开关装置和第二开关装置根据输入DC电源的电压电平可以提供不同的电流通路。分压电路可将输入DC电源分成四个电压电平。附图说明结合附图，通过下面的具体描述，将更清楚地理解本专利技术的上述以及其他的方面、特点和其他优点，其中图1为根据本专利技术实施方式的偶级反相器的示意性方框图；图2为根据本专利技术实施方式的偶级反相器的电路图；图3为示出根据本专利技术实施方式的偶级反相器的驱动拓扑的电路图；图4为示出根据本专利技术实施方式的基于偶级反相器的操作的信号波形的曲线图；以及图5至图7为示出根据本专利技术实施方式的偶级反相器的各电平处的电流通路的电路图。具体实施例方式将参照附图详细描述本专利技术的实施方式。将详细描述这些实施方式，以使得本领域技术人员能够实施本专利技术。应该理解的是，本专利技术的各个实施方式是不同的，但并不是必然性地排外。例如，在不脱离本专利技术的精神和范围的情况下，可以在另一个实施方式中实现本专利技术的一个实施方式中所描述的具体形状、配置以及特征。此外，应该理解的是，在不脱离本专利技术的精神和范围的情况下，可以改变每个公开的实施方式中的各个元件的位置和排列。因此，下述详细描述不应被解释为具有限制性的。此外，如果适当的话，仅由所附权利要求及其等同替换来限定本专利技术的范围。在整个附图中，类似的参考标号用于描述具有相同或相似的功能的部件。在下文中，将参照附图详细描述本专利技术的实施方式，从而使得本领域的技术人员可容易地实施本专利技术。图1为根据本专利技术实施方式的偶级反相器的示意性框图。参照图1，根据本专利技术实施方式的偶级反相器100包括分压电路110和开关电路120。分压电路110接收输入DC电源DCin并生成具有预定电平数量的信号。由于假设在该实施方式中采用4级反相器，所以分压电路110可生成具有一共四个不同电平的信号。分压电路110可以包括多个电容器和升压电路，以产生具有不同电平的信号。将由分压电路110产生的具有不同电平的信号传输至用来产生AC输出信号ACout的开关电路120。开关电路120包括多个开关装置，并从由分压电路110生成的具有不同电平的信号生成AC输出信号ACout。开关电路120内所包含的多个开关装置可以分为具有不同结构的第一开关装置和第二开关装置，至少一个开关装置可以仅由晶体管而无二极管构成。下文中，为便于说明，假设第二开关装置为仅由晶体管而无二极管构成的双向开关装置，而第一开关装置由晶体管和二极管构成。包含在开关电路120中以生成AC输出信号ACout的多个开关装置根据从分压电路110传输的信号的电平产生不同的电流通路。例如，当假设具有四个不同电压电平的信号被施加至开关电路120时，开关电路120可以包括四个第一开关装置和单个第二开关装置。如上所述，四个第一开关装置可以通过将晶体管(优选地，NMOS场效应晶体管)和二极管并联连接而配置，而第二开关装置可以通过将两个晶体管并联连接而配置。作为双向开关装置操作的第二开关装置可以连接至所有四个第一开关装置，而四个第一开关装置可以连接至输出具有四个不同电压电平的信号的分压电路110的输出抽头，并且可以根据输入其中的信号的电压电平形成各个电流通路。同时，第一和第二开关装置被定位为从分压电路110的中性点电分离，从而可以有效地控制无功功率。图2为根据本专利技术实施方式的偶级反相器的电路图。参照图2，根据本专利技术实施方式的偶级反相器200包括分压电路210、连接到分压电路210以将输出AC信号Ia传输至输出端ARM的开关电路220以及包含在开关电路220中以形成输出AC信号Ia的电流通路的双向开关装置230。分压电路210包括升压电路、多个电容器Cl至C4、电感器Lbu和Lbd、开关装置Qbu和Qbd以及二极管Dbu和Dbd，升压电路包含生成输入DC电源的DC电源电池。如图2所示，DC电源电池的输出电压Vcell由串联的电容器Cl和C2分成将被传输至开关装置Qw和Qui的对应于Vcel 1/2的电压。同时，穿过电感器Lbu和Lbd与二极管Dbu和Dbd的对应于Vcel 1/2的电压由电容器C3和C4分成具有Vb/2电平的DC电压并被传输至开关装置Qhu和Qhd。S卩，分压电路210结果生成具有总共四个电平的DC电压，诸如土Vcell/2和±VB/2，这些电压被分别传输至开关装置Qhu、Qiro, Q本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种偶级反相器，包括：分压电路，将输入DC电源分成偶数个电压电平；多个开关装置，连接至具有所述偶数个电压电平的所述分压电路的各个节点；以及双向开关装置，通过所述多个开关装置中的至少一个连接至所述分压电路的各个节点并且包括至少两个晶体管。

【技术特征摘要】
2011.10.14 KR 10-2011-01052341.一种偶级反相器，包括 分压电路，将输入DC电源分成偶数个电压电平； 多个开关装置，连接至具有所述偶数个电压电平的所述分压电路的各个节点；以及 双向开关装置，通过所述多个开关装置中的至少一个连接至所述分压电路的各个节点并且包括至少两个晶体管。2.根据权利要求1所述的偶级反相器，其中，所述分压电路包括至少两个电容器，并且 所述至少两个电容器之间的节点与所述多个开关装置和所述双向开关装置电分离。3.根据权利要求2所述的偶级反相器，其中，所述分压电路进一步包括分别连接至所述至少两个电容器的多个升压电路，并且 所述多个升压电路共享至少一个节点。4.根据权利要求3所述的偶级反相器，其中，由所述多个升压电路共享的节点连接至所述至少两个电容器之间的节点。5.根据权利要求1所述的偶级反相器，其中，所述多个开关装置包括至少一个晶体管和至少一个二极管，并且 所述多个开关装置具有不同于所述双向开关装置的结构的...

【专利技术属性】
技术研发人员：许珉镐，金兑勋，朴晟濬，宋斗咏，李泰远，
申请(专利权)人：三星电机株式会社，全南大学校产学协力团，
类型：发明
国别省市：