一种正弦波逆变器的制作方法

文档序号:12265792阅读:948来源:国知局

本实用新型涉及逆变器技术领域,尤其涉及一种正弦波逆变器。



背景技术:

正弦波逆变器输出和市电一样,用于提供高质量的交流电,且带载效率高,特别适用于马达类负载的供应,因此深受用户的喜爱,其市场占有率很高;但其价格偏高又使一部分客户望而却步。

目前市场上使用较多的正弦波逆变器的电路结构,通常使用四个高规格的功率晶体管作为高频开关,组成全桥电路,再在桥臂两端串联两个电感和一个电容,将输出的交流电中的高频成分滤除,以保证正弦波滤波器的电磁兼容性(Electro Magnetic Compatibility,简称EMC)效果。

由于桥臂两端对大地都是高频斩波,为保证有良好的EMC辐射干扰,必须在桥臂两端串联两个电感和一个电容,这会造成整体的电路结构比较复杂;并且由于桥臂两端对大地都是高频斩波,四个高规格的功率晶体管一直都工作在高频状态,导致开关损耗很大,发热量大;且同时使用四个高规格的功率晶体管的成本较高;因此,电路结构复杂、价格偏高等弊端使得现有的正弦波逆变器不能完全符合市场需求。



技术实现要素:

鉴于上述技术问题,本实用新提供一种正弦波逆变器,在桥臂两端只串联一个电感,并降低使用的晶体管的规格,不仅能满足正弦波逆变器的EMC和可靠性的要求,而且有效地节约了成本。

本实用新型解决上述技术问题的主要技术方案为:

一种正弦波逆变器,其特征在于,包括:

串联的第一、第二晶体管和串联的第三、第四晶体管,且所述第一晶体管和所述第三晶体管各自的漏极并联于第一节点,所述第二晶体管和所述第四晶体管各自的源极并联于第二节点;

串联的滤波电感和滤波电容,且所述滤波电感连接于所述第一晶体管和所述第二晶体管的互联处,所述滤波电容连接于所述第三晶体管和所述第四晶体管的互联处;

其中,所述滤波电容两端输出正弦波交流电。

优选的,上的正弦波逆变器,其中,所述第一、第二、第三和第四晶体管均为场效应晶体管;或者

所述第一、第二、第三和第四晶体管均为绝缘栅双极型晶体管。

优选的,上的正弦波逆变器,其中,所述第三、第四晶体管的导通内阻均大于所述第一、第二晶体管的导通内阻。

优选的,上的正弦波逆变器,其中,还包括:

第一高频驱动信号,耦合于所述第一晶体管的栅极控制端;

第二高频驱动信号,耦合于所述第二晶体管的栅极控制端;

第三工频驱动信号,耦合于所述第三晶体管的栅极控制端;

第四工频驱动信号,耦合于所述第四晶体管的栅极控制端。

优选的,上的正弦波逆变器,其中,所述第一、第二高频驱动信号和所述第三、第四工频驱动信号均为正弦脉宽调制信号。

优选的,上的正弦波逆变器,其中,还包括一电压信号,耦合于所述第一节点。

优选的,上的正弦波逆变器,其中,所述电压信号为高压信号。

优选的,上的正弦波逆变器,其中,所述第二节点接地。

上述技术方案具有如下优点或有益效果:

本实用新型通过两路高频SPWM信号驱动第一、第二晶体管,两路工频SPWM信号驱动第三、第四晶体管,第一、第二晶体管串联处与大地之间形成高频斩波,第三、第四晶体管串联处与大地之间形成工频斩波,从而降低第三、第四晶体管的开关频率,功率管开关的次数越少,其热量就越低,这样就可以用导通内阻大的场效应管或IGBT来代替高频开关的功率管,达到同等的效果,有效地降低成本,同时还简化了电路结构。

附图说明

参考所附附图,以更加充分地描述本实用新型的实施例。然而,所附附图仅用于说明和阐述,并不构成对本实用新型技术方案的范围的限制。

图1为本实用新型的正弦波逆变器的电路拓扑图。

具体实施方式

在下文的描述中,给出了大量具体的细节以便提供对本实用新型更为彻底的理解。当然除了这些详细描述外,本实用新型还可以具有其他实施方式。

本实用新型的正弦波逆变器,利用两路高频SPWM信号及两路工频SPWM信号分别驱动,在保证正弦波逆变器的电磁兼容性(EMC)和可靠性的基础上,减少一个滤波电感,并降低两个功率管的规格,有效地简化了电路结构并节约了成本。

下面结合具体的实施例以及附图详细阐述本实用新型的正弦波逆变器。

如图1电路拓扑图所示,本实用新型的正弦波逆变器,包括串联的第一晶体管M1和第二晶体管M1,以及串联的第三晶体管M3和第四晶体管M4,第一晶体管M1的源极和第二晶体管M1的漏极互联于节点A,第三晶体管M3的源极和第四晶体管M4的漏极互联于节点B;且第一晶体管M1和第三晶体管M3各自的漏极并联于第一节点N1,第二晶体管M2和第四晶体管M4各自的源极并联于第二节点N2;四个晶体管M1~ M4组成全桥电路。并且优选的,第一节点N1处耦合有一个高电压HV,第二节点N2接地。

在节点A和节点B(也成为由晶体管M1~ M4组成的全桥电路的桥臂的A、B两端)之间,串联有一个滤波电感L1和一个滤波电容C1,且滤波电感L1连接于第一晶体管M1和第二晶体管M2的互联节点A处,滤波电容C1连接于第三晶体管M3和第四晶体管M4的互联节点B处。

在晶体管M1~ M4的栅极控制端,分别耦合有四路驱动信号。具体的,第一高频驱动信号DR1耦合于第一晶体管M1的栅极控制端;第二高频驱动信号DR2耦合于第二晶体管M2的栅极控制端;第三工频驱动信号DR3耦合于第三晶体管M3的栅极控制端;第四工频驱动信号DR4耦合于第四晶体管M4的栅极控制端。并且该第一高频驱动信号DR1、第二高频驱动信号DR2、第三工频驱动信号DR3和第四工频驱动信号DR4均为正弦脉宽调制(Sinusoidal Pulse Width Modulation,简称SPWM)信号。不同之处在于,DR1和DR2为高频SPWM信号,DR3和DR4为工频SPWM信号;这样在桥臂的A端和大地之间形成高频斩波,但在桥臂的B端和大地之间形成工频斩波。由于工频信号的EMC干扰比高频信号小很多,因此桥臂的B端不用再串联一个电感,只需在桥臂的A端串联一个滤波电感L1即可,由此可简化正弦波逆变器的电路结构。

进一步的,由于第三晶体管M3和第四晶体管M4由工频信号驱动,其开关频率就是工频,这样M3和M4的开关频率远小于由高频信号驱动的晶体管M1和M2的开关频率;由于功率管开关的次数越少,其热量就越低,因此M3和M4可选用导通内阻大的场效应晶体管(Field-Effect Transistor)或IGBT(Insulated Gate Bipolar Transistor,绝缘栅双极型晶体管)来代替高频开关的功率管,不仅可以与高频开关的功率管达到同等的效果,还有效地降低了使用高规格的晶体管的成本。

在本实用新型的正弦波逆变器电路中,高压HV经过由两个高规格的场效应晶体管或绝缘栅双极型晶体管M1和M2以及两个低规格的场效应晶体管或绝缘栅双极型晶体管M3和M4组成的全桥电路,并经过滤波电感L1和滤波电容C1而定滤波,在电容C1两端输出正弦波交流电(也即图中所示输出信号AC1 OUT和AC2 OUT形成正弦波交流电)。

综上所述,本实用新型通过两路高频SPWM信号驱动第一、第二晶体管,两路工频SPWM信号驱动第三、第四晶体管,第一、第二晶体管串联处与大地之间形成高频斩波,第三、第四晶体管串联处与大地之间形成工频斩波,从而降低第三、第四晶体管的开关频率,功率管开关的次数越少,其热量就越低,这样就可以用导通内阻大的场效应管或IGBT来代替高频开关的功率管,达到同等的逆变效果,有效地降低高规格晶体管的使用成本;并且只需串联一个滤波电感,简化了电路结构。

对于本领域的技术人员而言,阅读上述说明后,各种变化和修正无疑将显而易见。因此,所附的权利要求书应看作是涵盖本实用新型的真实意图和范围的全部变化和修正。在权利要求书范围内任何和所有等价的范围与内容,都应认为仍属本实用新型的意图和范围内。

当前第1页1 2 3 
网友询问留言 已有0条留言
  • 还没有人留言评论。精彩留言会获得点赞!
1