一种基于磁场的直流到交流的逆变模块及方法与流程

本发明涉及一种电力变换方法，特别是涉及一种基于磁场的直流到交流的逆变模块及方法。

背景技术：

现有的电流逆变的方式基本上都是使用mos管这种半导体器件，利用振荡电路实现直流到交流的转换，由于内部需要用到半导体器件和震荡电路，导致这种逆变基本上只适合中低功率的转换，但是对于大功率用电设备时，击穿和失效很容易很容易发生。

技术实现要素：

基于此，有必要针对大功率用电设备在整理时容易发生击穿和失效的问题，提供一种基于磁场的直流到交流的逆变模块及方法。

一种基于磁场的直流到交流的逆变模块，其特征在于，包括磁芯、输入单元和输出单元，所述磁芯包括相对设置的第一端面和第二端面，

所述输入单元包括输入电源、输入开关、电压调节器，还包括与电压调节器并联的输入线圈，

所述输出单元包括输出线圈和输出负载，

所述输入线圈和输出线圈分别绕设于磁芯第一端面和第二端面。

在其中一个实施例中，所述磁芯为闭环磁芯。

在其中一个实施例中，所述输入电源为直流电。

在其中一个实施例中，所述电压调节器为滑动变阻器或电位调节器。

一种基于磁场的直流到交流的逆变方法，其特征在于，包括

s1：选择磁芯为闭环磁芯；

s2：输入电源与电压调节器接通，通过电压调节器的作用，在输入线圈上产生一个电流值上下波动的、方向不变的直流电；

s3：闭环磁芯上产生方向不变、强度变化的磁场，在闭环磁芯的磁场强度降低时，输出线圈上会感应出反向电流从而减缓闭环磁芯的磁场强度的降低趋势，而当闭环磁芯的磁场强度升高时，输出线圈上会感应出反向电流从而减缓闭环磁芯的磁场强度的升高趋势，利用楞次效应实现电流极性的反转从而实现直流到交流的转换，在输出线圈上产生交流电。

在其中一个实施例中，所述电压调节器周期性变化，使输入线圈上电流值周期性变化。

上述基于磁场的交流到直流的整流逆变及方法，在输入电源为直流电的情况下，通过电压调节器的作用，可以形成一个电流值上下波动的、方向不变直流电，因此，闭环磁芯上可以产生方向不变、强度变化的磁场，利用通电线圈产生的磁场以及磁芯与线圈的楞次效应的特性实现在输出线圈上产生交流电，利用通电线圈产生的磁场以及磁芯与线圈的楞次效应的特性实现电流从直流到交流的转换，更适合强电领域和大功率使用场景，而且对于弱点信号控制领域一样适用。

附图说明

图1为本发明基于磁场的交流到直流的整流模块的电路图。

具体实施方式

为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图对本发明的具体实施方式做详细的说明。在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明。但是本发明能够以很多不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本发明内涵的情况下做类似改进，因此本发明不受下面公开的具体实施例的限制。

需要说明的是，当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。相反，当元件被称作“直接”与另一元件连接时，不存在中间元件。

除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施方式的目的，不是旨在于限制本发明。本文所使用的术语“和/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。

一种基于磁场的直流到交流的逆变模块，其特征在于，包括磁芯200、输入单元100和输出单元300，所述磁芯包括相对设置的第一端面和第二端面，

所述输入单元包括输入电源、输入开关、电压调节器120，还包括与电压调节器并联的输入线圈110，

所述输出单元包括输出线圈310和输出负载，

所述输入线圈和输出线圈分别绕设于磁芯第一端面和第二端面。

在本实施例中，所述磁芯为闭环磁芯，所述输入电源为直流电，所述电压调节器为滑动变阻器。这样，在输出负载一端就可以得到交流电，完成直流到交流的逆变过程。当然，对于电压调节器也可以为其他结构，例如电位调节器等，用于调节电阻值，从而调整输入线圈的电流大小。

一种基于磁场的直流到交流的逆变方法，其特征在于，包括

s1：选择磁芯为闭环磁芯；

s2：输入电源与电压调节器接通，通过电压调节器的作用，在输入线圈上产生一个电流值上下波动的、方向不变的直流电；

s3：闭环磁芯上产生方向不变、强度变化的磁场，在闭环磁芯的磁场强度降低时，输出线圈上会感应出反向电流从而减缓闭环磁芯的磁场强度的降低趋势，而当闭环磁芯的磁场强度升高时，输出线圈上会感应出反向电流从而减缓闭环磁芯的磁场强度的升高趋势，利用楞次效应实现电流极性的反转从而实现直流到交流的转换，在输出线圈上产生交流电。

其中，为了使得得到的交流电能够发生大小和方向的周期性变化，在本实施例中，所述电压调节器周期性变化，因此，输入线圈上电流值大小也会随着周期性变化，最后得到的交流电能够发生大小、方向上的周期性变化。

上述基于磁场的交流到直流的整流逆变及方法，在输入电源为直流电的情况下，通过电压调节器的作用，可以形成一个电流值上下波动的、方向不变直流电，因此，闭环磁芯上可以产生变化的磁场，从而在输出线圈上产生交流电，利用通电线圈产生的磁场以及磁芯与线圈的楞次效应的特性实现电流从直流到交流的转换，更适合强电，大功率使用场景，而且对于弱点信号控制领域一样适用适。

在整个的过程中，基于磁芯与线圈的楞次效应的特性，实现电流的从直流到波动的直流最后到交流的转换功能，不需要半导体器件参与。

以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

技术特征：

1.一种基于磁场的直流到交流的逆变模块，其特征在于，包括磁芯、输入单元和输出单元，所述磁芯包括相对设置的第一端面和第二端面，

所述输入单元包括输入电源、输入开关、电压调节器，还包括与电压调节器并联的输入线圈，

所述输出单元包括输出线圈和输出负载，

所述输入线圈和输出线圈分别绕设于磁芯第一端面和第二端面。

2.根据权利要求1所述的基于磁场的直流到交流的逆变模块，其特征在于，所述磁芯为闭环磁芯。

3.根据权利要求2所述的基于磁场的直流到交流的逆变模块，其特征在于，所述输入电源为直流电。

4.根据权利要求3所述的基于磁场的直流到交流的逆变模块，其特征在于，所述电压调节器为滑动变阻器或电位调节器。

5.一种基于磁场的直流到交流的逆变方法，其特征在于，包括

s1：选择磁芯为闭环磁芯；

s2：输入电源与电压调节器接通，通过电压调节器的作用，在输入线圈上产生一个电流值上下波动、方向不变的直流电；

s3：闭环磁芯上产生方向不变、强度变化的磁场，在闭环磁芯的磁场强度降低时，输出线圈上会感应出反向电流从而减缓闭环磁芯的磁场强度的降低趋势，而当闭环磁芯的磁场强度升高时，输出线圈上会感应出反向电流从而减缓闭环磁芯的磁场强度的升高趋势，利用楞次效应实现电流极性的反转从而实现直流到交流的转换，在输出线圈上产生交流电。

6.根据权利要求5所述的基于磁场的交流到直流的逆变方法，其特征在于，所述电压调节器周期性变化，使输入线圈上电流值周期性变化。

技术总结
本发明涉及一种基于磁场的直流到交流的逆变模块，包括磁芯、输入单元和输出单元，所述磁芯包括相对设置的第一端面和第二端面，所述输入单元包括输入电源、输入开关、电压调节器，还包括与电压调节器并联的输入线圈，所述输出单元包括输出线圈和输出负载，所述输入线圈和输出线圈分别绕设于磁芯第一端面和第二端面，本发明还涉及一种基于磁场的直流到交流的逆变方法，在输入电源为直流电的情况下，通过电压调节器的作用，利用通电线圈产生的磁场以及磁芯与线圈的楞次效应的特性实现电流从直流到交流的转换，更适合强电领域和大功率使用场景，而且对于弱点信号控制领域一样适用。

技术研发人员：刘龙芳
受保护的技术使用者：刘龙芳
技术研发日：2020.10.20
技术公布日：2021.01.15