一种工频逆变器的制作方法

本实用新型涉及工频逆变器领域。

背景技术：

工频一般指市电的频率，在我国是50HZ,其他国家也有60HZ的。而可以改变这个频率交流电的电压的变压器就叫工频变压器。采用工频变压器的逆变器即为工频逆变器。

传统工频逆变器采用一个工频变压器，这种方式有以下缺点：

1、大功率实现难度大：工频变压器功率越大相应的体积越大，制作较大功率的工频变压器难度较大；

2、结构布局难度大：由于单个工频变压器体积远大于工频逆变器其他器件的体积，所以结构布局难度较大，当工频逆变器结构设计满足工频变压器体积时，整个结构布局会显得比较笨重，而且结构内部空间利用率会比较低，因为工频变压器的长度、宽度、高度都大于工频逆变器内部其他器件，当结构设计满足工频变压器的参数尺寸时，工频逆变器其他器件对结构空间将有一大部分无法利用；

3、成本较高：一方面工频变压器在功率较大时制作难度和成本较高，另一方面由于上述的结构利用率较低造成了结构制造成本较高，上述两方面原因直接造成了这种方式下工频逆变器成本较高；

4、散热集中：因为只采用了一个工频变压器，所以工频变压器本身的热量损耗在工频逆变器结构空间中就会显得比较集中，散热效果较差。

技术实现要素：

本实用新型旨在解决采用单个工频逆变器实现大功率难度较大、结构布局难度较大、成本较高、散热集中等问题。

本实用新型提出了一种工频逆变器，依次为直流电源、H桥开关、工频变压器和滤波电路，所述工频变压器为至少两个，该工频变压器组的原边上的脚与H桥开关输出端L0和H桥开关输出端N0连接，工频变压器组的副边上的脚与滤波电路输入端L1和滤波电路输入端N1连接。

优选地，所述工频变压器组为工频变压器T1和工频变压器T2，两个工频变压器的1脚与H桥开关输出端L0连接，两个工频变压器的2脚与H桥开关输出端N0连接，两个工频变压器的3脚与滤波电路输入端L1连接，两个工频变压器的4脚与滤波电路输入端N1连接。

优选地，所述工频变压器组为工频变压器T1和工频变压器T2，两个工频变压器的1脚与H桥开关输出端L0连接，两个工频变压器的2脚与H桥开关输出端N0连接，工频变压器T1的4脚和工频变压器T2的3脚连接在一起，工频变压器T1的3脚与滤波电路输入端L1连接，工频变压器T2的4脚与滤波电路输入端N1连接。

优选地，所述工频变压器组为工频变压器T1和工频变压器T2，工频变压器T1的1脚连接H桥开关输出端L0，工频变压器T1的2脚和工频变压器T2的1脚连接在一起，工频变压器T2的2脚连接H桥开关输出端N0，两个工频变压器的3脚与滤波电路输入端L1连接，两个工频变压器的4脚与滤波电路输入端N1连接。

优选地，所述工频变压器组为工频变压器T1和工频变压器T2，工频变压器T1的1脚连接H桥开关输出端L0，工频变压器T1的2脚和工频变压器T2的1脚连接在一起，工频变压器T2的2脚连接H桥开关输出端N0，工频变压器T1的3脚连接滤波电路输入端L1，工频变压器T1的4脚和变压器T2的3脚连接在一起，工频变压器T2的4脚连接滤波电路输入端N1。

优选地，所述工频变压器组的功率可以相同也可以不同。

本实用新型提供的一种工频逆变器，采用不止一个工频变压器的工频逆变器，相比采用单工频变压器的工频逆变器在同样输出电压和功率条件下，有以下优点：

1、大功率实现难度小：两个工频变压器功率之和与传统单个工频变压器功率相同的情况下，相当于降低了传统方式的功率等级，即采用两个工频变压器的工频逆变器更容易实现较大功率。比如用两个10KW工频变压器代替1个20KW工频变压器；

2、结构布局难度较小：本发明采用了两个功率等级较低的工频变压器代替单个功率等级较高的工频变压器，因为工频变压器体积与工频成正比，两个功率等级较低的工频变压器体积更接近工频逆变器其他器件的体积，所以结构布局难度降低，具体表现在：一方面是降低了工频逆变器的体积，另一方面增加了工频逆变器结构空间利用率；

3、降低成本：一方面因为降低了工频变压器的功率等级，所以工频变压器制作成本降低；另一方面因为工频变压器体积降低，间接降低了工频逆变器结构设计制作成本，所以工频逆变器整体成本降低；

4、散热分散：因为采用了两个独立的工频变压器，同时两个独立的工频变压器功率之和与单个工频变压器功率相同，散热量与功率成正比，所以两个功率变压器的散热量与单个功率变压器散热量大致相同的情况下，热量跟随两个独立工频逆变器实现了分散处理，散热效果更好。

附图说明

通过阅读下文优选实施方式的详细描述，各种其他的优点和益处对于本领域普通技术人员将变得清楚明了。附图仅用于示出优选实施方式的目的，而并不认为是对本实用新型的限制。而且在整个附图中，用相同的参考符号表示相同的部件。在附图中：

图1是本发明的工频逆变器原理图1。

图2是本发明的工频逆变器原理图2。

图3是本发明的工频逆变器原理图3。

图4是本发明的工频逆变器原理图4。

具体实施方式

下面将参照附图更详细地描述本公开的示例性实施方式。虽然附图中显示了本公开的示例性实施方式，然而应当理解，可以以各种形式实现本公开而不应被这里阐述的实施方式所限制。相反，提供这些实施方式是为了能够更透彻地理解本公开，并且能够将本公开的范围完整的传达给本领域的技术人员。

根据本实用新型的实施方式，提出一种工频逆变器，依次为直流电源、H桥开关、工频变压器和滤波电路，所述工频变压器为至少两个，该工频变压器组的原边上的脚与H桥开关输出端L0和H桥开关输出端N0连接，工频变压器组的副边上的脚与滤波电路输入端L1和滤波电路输入端N1连接。

实施方式一

根据本实用新型的实施方式，如附图1所示，一种工频逆变器，依次为直流电源、H桥开关、工频变压器和滤波电路，所述工频变压器组为工频变压器T1和工频变压器T2，两个工频变压器的1脚与H桥开关输出端L0连接，两个工频变压器的2脚与H桥开关输出端N0连接，两个工频变压器的3脚与滤波电路输入端L1连接，两个工频变压器的4脚与滤波电路输入端N1连接。

此时电路为：开关S1与开关S2串联后并接在蓄电池正负之间，开关S3与开关S4串联后并接在蓄电池正负之间，开关S1/S2/S3/S4组成逆变桥，将蓄电池直流电能逆变为PWM波，变压器T1和变压器T2的原边分别连接H桥开关输出端L0和H桥开关输出端N0，变压器T1和变压器T2的副边分别连接滤波电路输入端L1和滤波电路输入端N1，然后滤波电路输入端L1连接电感的一端，电感另一端连接电容C1一端，电容C1另一端连接滤波电路输入端N1，变压器T1/T2将原边PWM波形以匝比N转换到副边，电感和电容C1组成LC滤波电路，LC滤波电路将T1/T2副边PWM波转换为正弦交流电输出给负载。

实施方式二

根据本实用新型的实施方式，如附图2所示，一种工频逆变器，依次为直流电源、H桥开关、工频变压器和滤波电路，所述工频变压器组为工频变压器T1和工频变压器T2，两个工频变压器的1脚与H桥开关输出端L0连接，两个工频变压器的2脚与H桥开关输出端N0连接，工频变压器T1的4脚和工频变压器T2的3脚连接在一起，工频变压器T1的3脚与滤波电路输入端L1连接，工频变压器T2的4脚与滤波电路输入端N1连接。

此时电路为：开关S1与开关S2串联后并接在蓄电池正负之间，开关S3与开关S4串联后并接在蓄电池正负之间，开关S1/S2/S3/S4组成逆变桥，将蓄电池直流电能逆变为PWM波，变压器T1和变压器T2的原边分别连接H桥开关输出端L0和H桥开关输出端N0，变压器T1的4脚和变压器T2的3脚连接在一起，变压器T1的3脚连接电感的一端，电感另一端连接电容C1一端，电容C1另一端连接变压器T2的4脚，变压器T1/T2将原边PWM波形以匝比N/2转换到副边，电感和电容C1组成LC滤波电路，LC滤波电路将T1/T2副边PWM波转换为正弦交流电输出给负载。

实施方式三

根据本实用新型的实施方式，如附图3所示，一种工频逆变器，依次为直流电源、H桥开关、工频变压器和滤波电路，所述工频变压器组为工频变压器T1和工频变压器T2，工频变压器T1的1脚连接H桥开关输出端L0，工频变压器T1的2脚和工频变压器T2的1脚连接在一起，工频变压器T2的2脚连接H桥开关输出端N0，两个工频变压器的3脚与滤波电路输入端L1连接，两个工频变压器的4脚与滤波电路输入端N1连接。

此时电路为：开关S1与开关S2串联后并接在蓄电池正负之间，开关S3与开关S4串联后并接在蓄电池正负之间，开关S1/S2/S3/S4组成逆变桥，将蓄电池直流电能逆变为PWM波， 变压器T1的1脚连接H桥开关输出端L0，变压器T1的2脚和变压器T2的1脚连接在一起，变压器T2的2脚连接H桥开关输出端N0，变压器T1和变压器T2的副边分别连接滤波电路输入端L1和滤波电路输入端N1，然后滤波电路输入端L1连接电感的一端，电感另一端连接电容C1一端，电容C1另一端连接滤波电路输入端N1，变压器T1/T2将原边PWM波形以匝比2N转换到副边，电感和电容C1组成LC滤波电路，LC滤波电路将T1/T2副边PWM波转换为正弦交流电输出给负载。

实施方式四

根据本实用新型的实施方式，如附图4所示，一种工频逆变器，依次为直流电源、H桥开关、工频变压器和滤波电路，所述工频变压器组为工频变压器T1和工频变压器T2，工频变压器T1的1脚连接H桥开关输出端L0，工频变压器T1的2脚和工频变压器T2的1脚连接在一起，工频变压器T2的2脚连接H桥开关输出端N0，工频变压器T1的3脚连接滤波电路输入端L1，工频变压器T1的4脚和变压器T2的3脚连接在一起，工频变压器T2的4脚连接滤波电路输入端N1。

此时电路为：开关S1与开关S2串联后并接在蓄电池正负之间，开关S3与开关S4串联后并接在蓄电池正负之间，开关S1/S2/S3/S4组成逆变桥，将蓄电池直流电能逆变为PWM波， 变压器T1的1脚连接H桥开关输出端L0，变压器T1的2脚和变压器T2的1脚连接在一起，变压器T2的2脚连接H桥开关输出端N0，变压器T1的3脚连接滤波电路输入端L1，变压器T1的4脚和变压器T2的3脚连接在一起，变压器T2的4脚连接滤波电路输入端N1，然后滤波电路输入端L1连接电感的一端，电感另一端连接电容C1一端，电容C1另一端连接滤波电路输入端N1，变压器T1/T2将原边PWM波形以匝比N转换到副边，电感和电容C1组成LC滤波电路，LC滤波电路将T1/T2副边PWM波转换为正弦交流电输出给负载。

综上，本实用新型提出的一种工频逆变器，依次为直流电源、H桥开关、工频变压器和滤波电路，所述工频变压器组为工频变压器T1和工频变压器T2，工频变压器T1和工频变压器T2包括四种连接方式：

实施方式一：原边并联，副边并联；

实施方式二：原边并联，副边串联；

实施方式三：原边串联，副边并联；

实施方式四：原边串联，副边串联。

实施方式一的工作原理：假设这种方式原副边匝比为N，与单个工频变压器工作原理相同，两个功率之和为单个工频变压器功率的工频变压器，分别将原边电压以匝比为N的比例变换到副边，实现了原边到副边的能量转换；

实施方式二的工作原理：与实施方式一相比，这种方式匝比减半，为N/2，两个功率之和为单个工频变压器功率的工频变压器，分别将原边电压以匝比为N/2的比例变换到副边，副边虽然匝比减半，但通过串联同样可以实现与实施方式一同样的输出电压；

实施方式三的工作原理：与实施方式一、二相比，这种方式匝比增倍，为2N，因为原边串联，所以输入电压加在每个工频变压器原边的电压只有一半，而匝比为2N，所以同样可以实现与实施方式一和实施方式二一样的输出电压；

实施方式四的工作原理：与上述三种方式相比较，这种方式匝比为N，因为原边串联，所以输入电压加在每个工频变压器原边的电压只有一半，而副边也串联，所以原边通过匝比N变换到副边后再串联同样可以实现上述三种方式一样的输出电压。

上述四种方式中每个变压器原边电压大小从大到小一次排列：

实施方式一=实施方式二>实施方式四=实施方式三

上述四种方式中每个变压器副边电压大小从大到小一次排列：

实施方式一=实施方式四>实施方式二=实施方式三

可以根据具体项目需求以及客户要求在上述四种方式中进行选择。

以上所述，仅为本实用新型较佳的具体实施方式，但本实用新型的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。因此，本实用新型的保护范围应所述以权利要求的保护范围为准。