一种基于分时交错叠加技术的高频输出逆变器的制作方法

本实用新型涉及被广泛应用于高频感应加热、高频焊接等多个领域的高频输出逆变器，特别涉及一种基于分时交错叠加技术的高频输出逆变器高频输出逆变器。

背景技术：

高频输出逆变器在感应加热、焊接、等离子发生等许多场合应用十分广泛。目前，国内使用的大功率高频输出逆变器装置，还主要依赖进口。

制约大功率逆变器高频输出的重要原因，是逆变器的电力电子元件的开关损耗、开关速度和死区等问题。目前国内外多采用电压型多个逆变器并联、变压器组合和间歇轮换工作方式，以实现高频和大功率输出。这在一定程度上虽然解决了采用单个逆变器高频工作时电力电子元件的开关损耗过大导致的过热问题，但并没有从根本上解决开关速度尤其是死区问题的制约。

技术实现要素：

为了克服上述现有技术的不足，本实用新型的目的在于提供一种基于分时交错叠加技术的高频输出逆变器，用多个较低工作频率的单相电压型逆变器进行并联组合，采用分时交错叠加，可以使单相逆变装置的输出频率得到N倍提高；本实用新型可以用成本较低的、较低工作频率的功率开关元件，实现逆变器装置的高频输出。

为实现上述目的，本实用新型采用的技术方案为：

一种基于分时交错叠加技术的高频输出逆变器，采用多个低工作频率的电压型单相桥式逆变器并联，每一个电压型单相桥式逆变器包括两个并联的桥臂，第一桥臂的上桥臂包括开关管V₁₁，开关管V₁₁与二极管VD₁₁反并联；第一桥臂的下桥臂包括开关管V₁₃，开关管V₁₃与二极管VD₁₃反并联，同理，第二桥臂的上桥臂包括开关管V₁₂，开关管V₁₂与二极管VD₁₂反并联；第二桥臂的下桥臂包括开关管V₁₄，开关管V₁₄与二极管VD₁₄反并联，两个并联桥臂的直流侧连接电容器C₁，第一桥臂、第二桥臂的中点输出作为逆变器的输出，输出与电阻R₁，电感L₁及变压器U₁串联。

所述的采用多个低工作频率的电压型单相桥式逆变器并联，其数量为大于等于3的奇数。

本实用新型采用多个较低工作频率的单相电压型逆变器进行并联组合，开关管的工作方式则采用“分时交错”，以使得整体提高逆变装置的输出频率，可以使单相逆变装置的输出频率得到N倍提高。

附图说明

图1是本实用新型的结构示意图。

图2是本实用新型实施例5个电压型单相桥式逆变器并联的工作示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型做详细叙述。

以5个单相桥式逆变器并联为例来介绍说明，如图2所示。应当理解，本实用新型的还可以采用更多个单相桥式逆变器并联，只要其数量为大于等于3的奇数便可。

参照图1、图2，一种基于分时交错叠加技术的高频输出逆变器，采用5个低工作频率的电压型单相桥式逆变器并联，每一个电压型单相桥式逆变器包括两个并联的桥臂，第一桥臂的上桥臂包括开关管V₁₁，开关管V₁₁与二极管VD₁₁反并联；第一桥臂的下桥臂包括开关管V₁₃，开关管V₁₃与二极管VD₁₃反并联，同理，第二桥臂的上桥臂包括开关管V₁₂，开关管V₁₂与二极管VD₁₂反并联；第二桥臂的下桥臂包括开关管V₁₄，开关管V₁₄与二极管VD₁₄反并联，两个并联桥臂的直流侧连接电容器C₁，第一桥臂、第二桥臂的中点输出作为逆变器的输出，输出与电阻R₁，电感L₁及变压器U₁串联。

本实用新型的工作原理为：

参照图2，在0时刻，给第一个逆变桥的开关管V₁₁，V₁₄驱动信号，开关管V₁₁，V₁₄开通；在t₁时刻，给第二个逆变桥的开关管V₂₂，V₂₃驱动信号，开关管V₂₂，V₂₃开通；在t₂时刻，给第三个逆变桥的开关管V₃₁，V₃₄驱动信号，开关管V₃₁，V₃₄开通；在t₃时刻，给第四个逆变桥的开关管V₄₂，V₄₃驱动信号，开关管V₄₂，V₄₃开通；在t₄时刻，给第五个逆变桥的开关管V₅₁，V₅₄驱动信号，开关管V₅₁，V₅₄开通；在t₅时刻，给第一个逆变桥的开关管V₁₂，V₁₃驱动信号，开关管V₁₂，V₁₃开通；在t₆时刻，给第二个逆变桥的开关管V₂₁，V₂₄驱动信号，开关管V₂₁，V₂₄开通；……之后以此类推。显见，对各个逆变桥来讲，由于分时工作，在一个工作周期各开关元件只工作1次，却可以得到如图2中u_o所示的5倍的输出叠加波形。

又由于各个逆变桥的开关元件并非连续工作，而是交错进行，这不仅非常有利于降低对开关元件的开关速度要求，而且在两组换相元件之间无需专门设置死区时间，从而更方便整体提高整个变换装置的高频输出。