专利名称：半波电压合成型逆变电源的制作方法
技术领域：
涉及一种半波电压合成型逆变电源。
背景技术：
目前的逆变器主要通过PWM发生器，产生SPWM正弦波，通过大功率开关通断实现直流变交流的逆变。但目前SPWM正弦波存在如下缺陷1，非连续性。模拟正弦波是连续的，PWM 波形是间断的。理论上通过PWM转换后形成的数字PWM正弦波需要滤波变成模拟正弦波才能完美得以运用，但是，要提高PWM波形的近似连续性就必须增大开关电源的通断频率，但开关电源通断频率的提高会消耗直流电能从而会影响逆变效率，所以开关电源频率与逆变效率之间有一个平衡值，在波形和能耗之间取一个相对合理值。2，无法消除波形的畸变。 理论上通过PWM转换后形成的数字PWM正弦波需要滤波变成模拟正弦波，但是滤波电路的真正功能是滤去杂波和谐波，不能滤去主波。而PWM波是主波，非连续性是由开关通断产生的，波形失真是功能性，是与生俱来的，滤波电路不能完全滤去因此PWM波的波形问题成了 PWM波逆变器的缺陷，在大功率并网方面缺陷更为明显。所以可以说目前的PWM数字波形在大功率并网领域已近似接近极限。利用电网已有的波形进行放大后并网，是直流变交流的另一种方式，这种信号正弦波完全是连续性的，并且频率和相位随电网变化，几乎做到与电网完全同步，在并网电能质量方面效果显著，但是由于逆变效率低及功率较小，目前这种方式并不被人们看重。三极管具有信号放大作用，能把直流电能转化为交流电能，但是三极管功率太小，转化效率低。不能满足逆变电源的需求。
发明内容
在大型并网逆变电源或逆变电路中，需要从电网或者从用电线路获取一交流信号的变化量作为参考值，然后对用电信号加以放大满足逆变电源与电网同频、同相、同压的并网要求。PWM波逆变器存在波形畸变缺陷及难以实现大功率设备并网。电网信号包括即时频率、 即时相位和即时电压，电网没有绝对的稳定性，频率、电压都有一个变化范围，只有以电网适时并网点的电流同频、同相、同压的电流信号作为参考值和对比值，才能产生高质量的并网交流电，因此，本发明涉及一种用电网适时电压与直流电压反向合成，把直流电能转化为与交流信号同频、同压、同相或反相的交流电能的电路或设备，适合于无谐波大功率并网。本发明技术方案组成为交流电vi，蒸馏装置Dl、D2，滤波电容Cl、C2，互感器 RL1、RL2、RL，中线接地端GND，直流电源VAA、VBB，其中直流电源VAA、VBB的电压的大小相等且大于等于接入市电电压的峰值电压。循环路径及连接方式为从电网接入交流电vi， 在正半周时通过整流装置Dl与VAA负极串联，VAA正极经滤波电容Cl与互感RLl串联，RLl 连接中线GND，交流电vi在负半周时通过整流装置D2与VBB正极串联，VBB负极经滤波电容C2与互感RL2串联后连接中线GND;两个半周的波形经过互感RL接输出1和输出2或倒相后并入电网。结果是输出1和输出2之间形成连续变化与电网同频、同相或反相、同压、无波形畸变的交流电。
附图1半波电压合成型逆变电源典型结构示意图。附图2半波电流合成型逆变电源结构作为附图1的对比。其中Dl、D2为整流管；Cl、C2为滤波电容；VAA、VBB为直流电源； RL1、RL2、RL为互感；GND为中线接地端；输出1、输出2为电流输出端口。
具体实施例方式结合附图进行一下说明
由附图可看出，交流电vi的相线，连接D1、D2，D1正向导通，D2反向导通，Dl与VAA负极连接，VAA正极与滤波电容Cl连接，Cl与互感RLl连接、RLl与中线GND连接；D2与VBB 正极连接，VBB负极与滤波电容C2连接，C2与互感RL2连接，RL2与中线GND连接。电流循环路径为交流电vi在正半周时通过整流装置D1，在正半周时电流通过整流装置Dl与VAA 负极相接，二者之间压差恰好与vi正半周反相，电流经VAA正极经滤波电容Cl滤波通过互感RLl与RL感应传送电能，注意连接中线GND，这是电势对比点。，交流电vi在负半周时通过整流装置D2与VBB正极，经VBB负极经滤波电容C2通过互感RL2与RL交换电能，RL2连接中线GND;两个半周的波形经过互感RL倒相后并入电网。其中直流电源VAA、VBB的电压的大小相等且大于等于接入市电电压的峰值电压。峰值电压等于有效电压的V 2倍。比如市电220伏时，峰值电压就大于311伏。假设同一个系统中的A. B两点，存在稳定的电压差时，接负载就会有稳定的电流。 这也是一种理想电源。而交流电和直流电可以存在于一个系统中，比如有共同的零电位比较点，就是共同的负极或负极接地。由于交流电电位时常变化，与之对应的直流电的正极电位和交流电的电位差值就不断变化，期间的输出电流就不断变化，并与交流电vi反相。本发明申请依据的就是这个原理。但是，直流电源和交流电源的串并联，目前还不存在，只是在微电子电路中才有频率的加减乘除，在电力系统中并没有运用。由于在弱电直流电池方面经常遇到电池的串接，或者接反，交流电无非是看成有许多不同时刻静止的直流电组成的，就是对交流电进行静态分析，得出直流和交流串并联后出现的状况。而这种串并联得以实现会极大简化目前直流电的并网难题。图2所示虽然看上去与图1所示类似，但是为了说明是图1是电压合成，就把图2 拿出来作为对比。在图1中，电源电压首先合成，然后才有不同电压下的电流输出，这类电源的特点是直流电源和交流电源的公共负极在一侧，公共正极在一侧，公共正极和负极之间接负载。图2所示是负极相接，正极之间存在压差，不存在公共负极和正极。需要说明的是在图2中RLl和RL2之间有一段距离，而图1中连在了一起，其实图 1和图2都是通过中线连接的，物理意义相同。也可以叙述说RLl和RL2是同一电感，而中线只不过是中间抽头，都是一样的作用，在此不再赘述。技术方案概括为系统包括交流电vi，蒸馏装置Dl、D2，滤波电容Cl、C2，互感器 RL1、RL2、RL，中线接地端GND，直流电源VAA、VBB，其中直流电源VAA、VBB的电压的大小相等且大于等于接入市电电压的峰值电压。循环路径及连接方式为从电网接入交流电vi， 在正半周时通过整流装置Dl与VAA负极串联，VAA正极经滤波电容Cl与互感RLl串联，RLl 连接中线GND，交流电vi在负半周时通过整流装置D2与VBB正极串联，VBB负极经滤波电容C2与互感RL2串联后连接中线GND;两个半周的波形经过互感RL接输出1和输出2或倒相后并入电网。输出1和输出2之间能够形成连续变化与电网同频、同相或反相、同压、 无波形畸变的交流电。
可以运用在变频系统中，改变PWM波形的唯一方式。交流频率可以由震荡电路产生，组成不同频率的正弦波变频器或离网逆变电源。
权利要求
1.半波电压合成型逆变电源，包括交流电Vi，蒸馏装置D1、D2，滤波电容C1、C2，互感器RL1、RL2、RL,中线接地端GND，直流电源VAA、VBB,其中直流电源VAA、VBB的电压的大小相等且大于等于接入市电电压的峰值电压，其特征是从电网接入交流电vi，在正半周时通过整流装置Dl与VAA负极串联，VAA正极经滤波电容Cl与互感RLl串联，RLl连接中线GND ；交流电vi在负半周时通过整流装置D2与VBB正极串联，VBB负极经滤波电容C2与互感RL2串联后连接中线GND;两个半周的波形经过互感RL接输出1和输出2或倒相后并入电网。
2.根据权利要求1所述的半波电压合成型逆变电源，其特征是交流频率由震荡电路产生，组成不同频率的正弦波变频器或离网逆变电源。
全文摘要
半波电压合成型逆变电源涉及一种并网逆变器，够把直流电能转化为与交流信号同频、同压、同相或反相的交流电能并解决掉PWM波形畸变缺陷。交流电vi，蒸馏装置D1、D2，滤波电容C1、C2，互感器RL1、RL2、RL，中线接地端GND，直流电源VAA、VBB，其中直流电源VAA、VBB的电压的大小相等且大于等于接入市电电压的峰值电压。循环路径及连接方式为从电网接入交流电vi，在正半周时通过整流装置D1与VAA负极串联，VAA正极经滤波电容C1与互感RL1串联，RL1连接中线GND，交流电vi在负半周时通过整流装置D2与VBB正极串联，VBB负极经滤波电容C2与互感RL2串联后连接中线GND；两个半周的波形经过互感RL接输出1和输出2或倒相后并入电网。输出1和输出2之间能够形成连续变化与电网同频、同相或反相、同压、无波形畸变的交流电。
文档编号H02M5/42GK102412730SQ20111037897
公开日2012年4月11日 申请日期2011年11月25日 优先权日2011年11月25日
发明者冯益安 申请人:冯益安