专利名称：一种含无源无损耗缓冲电路的逆变电源装置的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及将直流电变换成交流电的电源装置。
目前在使用的将直流变换成交流的含逆变桥的电源装置，实现开通和关断逆变桥开关器件的缓冲电路有二种，一种是含电阻的无源缓冲电路，其能量损耗大，工作时能量消耗在电阻上成为热能，导致电源装置工作效率下降，另一种是具有辅助控制开关的有源缓冲电路，它虽无电阻损耗，但控制线路复杂，使电源装置成本增加，工作可靠性较差。
鉴于上述，本实用新型的目的是提供一种结构简单、成本低、工作可靠、效率高的含无源无损耗缓冲电路的逆变电源装置。
本实用新型提供的含无源无损耗缓冲电路的逆变电源装置包括具有开关器件和续流二极管构成的逆变桥，实现开通和关断逆变桥开关器件的缓冲电路，缓冲电路包括电感Ls、电容Co、数量与逆变桥上桥臂数量相同的由二极管Dc、Ds和电容Cs一端共接构成的T型电路以及由二极管Do与电感Lo相串联的电路，电感Ls与电容Co的一端共与逆变桥其中一桥臂的续流二极管相连，电感Ls的另一端与T型电路的二极管Dc端相连，电容Co的另一端与T型电路的二极管Ds端相连，T型电路的电容Cs与逆变桥上、下桥臂的接点相连，二极管Do与电感Lo串联电路的一端接于电容Co和二极管Ds的接点上，另一端与逆变桥另一桥臂的续流二极管相连。这样工作时，利用电容电压不能突变可使逆变桥的开关器件缓冲关断，利用电感电流不能突变可使逆变桥开关器件缓冲开通，并通过电容、电感将能量转换到负载或电源。
本实用新型的含无源无损耗缓冲电路的逆变电源装置既无耗能的电阻元件，也无辅助开关及相应的辅助开关控制电路，所以它不仅结构简单、成本低，而且工作可靠性强、效率高。
以下结合附图对本实用新型作详细描述图1是本实用新型电源装置一种构成实例；图2是本实用新型电源装置的另一实例；图3是本实用新型电源装置的又一实例；参照图1，图中将输入的直流电变换成交流电的逆变桥是由开关器件T1、T2，续流二极管D1、D2构成的半桥逆变桥，实现开通和关断逆变桥开关器件的缓冲电路包括电感Ls、电容Co、由二极管Dc、Ds和电容Cs一端共接构成的T型电路以及由二极管Do与电感Lo相串联的电路，电感Ls与电容Co的一端共与逆变桥上桥臂续流二极管D1的负极相连，电感Ls的另一端与T型电路的二极管Dc端相连，电容Co的另一端与T型电路的二极管Ds端相连，T型电路的电容Cs与逆变桥上、下桥臂的接点A相连，二极管Do与电感Lo串联电路的一端接于电容Co和二极管Ds的接点上，另一端与逆变桥下桥臂续流二极管D2的正极相连。
以下结合
工作原理一、假设负载电流Im流出节点A1.T1关断过程T1关断脉冲加到门极后，其电流方向从电源→Ls→Co→Ds→Cs→Im，由于电容Co和Cs的电压不能突变，而是从UCo+UCs＝0开始充电，因此T1的电压UT1从零开始上升，实现T1关断缓冲作用，当T1的电压等于电源电压UT1＝Ud时，D2导通，负载电流流过D2，Ls中能量最后转移到Co中，完成T1关断过程。
2.T1开通过程当开通脉冲加到T1门极后，电源电压Ud加到Ls上，T1中电流线性上升，D2中电流线性下降。同时，电容Co通过T1、D2、Do、Lo放电，释放能量，当T1的电流等于负载电流IT1＝Im时，D2阻断，此时Lo中能量经Co、T1转移至负载。同时，电容Cs经Dc、Ls、T1放电，最后达到UCo+UCs＝0。此时T1电压UT1＝0，这样完成T1开通过程。
二、假定负载电流Im流入节点A1.T2关断过程当关断脉冲加到T2门极后，负载电流流向从Cs、Dc到电源，回送Cs能量到电源，之后，电流又经Co、Dc到电源，实现关断缓冲。当T2电压大于电源电压时，负载电流开始流向D1、Ls到电源。当Im完全流向D1后，T2关断过程完成。
2.T2开通过程。
当开通脉冲加到T2门极后，电源电压Ud全部加到电感Ls，使T2电流IT2线性上升，同时，电容Co经D1、T2、Do、Lo放电。当IT2＝Im时，D1断开，电容Co再经负载，Do、Lo放电，转移能量到负载，当最后Lo中能量回送到Cs和Co后，T2开通过程完成。
图2所示电源装置中的逆变桥也为由开关器件T1、T2，续流二极管D1、D2构成的半桥逆变桥，缓冲电路同样包括电感Ls、电容Co、由二极管Dc、Ds和电容Cs一端共接构成的T型电路以及由二极管Do与电感Lo相串联的电路，此例中，电感Ls与电容Co的一端共接逆变桥下桥臂续流二极管D2的正极，而二极管Do与电感Lo串联电路的其中一端是与上桥臂续流二极管D1的负极相连。该实例开关器件T1、T2的开通和关断工作原理同上例完全一致。
图3所示电源装置的逆变桥是由开关器件T1～T4，续流二极管D1～D4构成的单相全桥逆变桥，其缓冲电路包括电感Ls，电容Co，由二极管Do与电感Lo的串联电路以及数量与逆变桥上桥臂数量相同，即两个T型电路，其中一个T型电路由二极管Dc1、Ds1，电容Cs1一端共接构成，另一个T型电路由二极管Dc2、Ds2，电容Cs2一端共接构成。电感Ls与电容Co的一端共与逆变桥上桥臂续流二极管的负极相连，电感Ls的另一端与两T型电路的二极管Dc1、Dc2端相连，电容Co的另一端与两T型电路的二极管Ds1、Ds2端相连，两T型电路的电容Cs1、Cs2均与上、下桥臂的接点分别相连，二极管Do与电感Lo串联电路的一端接于电容Co和二极管Ds1的接点上，另一端与逆变桥下桥臂续流二极管的正极相连。
权利要求1.一种含无源无损耗缓冲电路的逆变电源装置，包括具有开关器件和续流二极管构成的逆变桥，实现开通和关断逆变桥开关器件的缓冲电路，其特征是缓冲电路包括电感Ls、电容Co、数量与逆变桥上桥臂数量相同的由二极管Dc、Ds和电容Cs一端共接构成的T型电路以及由二极管Do与电感Lo相串联的电路，电感Ls与电容Co的一端共与逆变桥其中一桥臂的续流二极管相连，电感Ls的另一端与T型电路的二极管Dc端相连，电容Co的另一端与T型电路的二极管Ds端相连，T型电路的电容Cs与逆变桥上、下桥臂的接点相连，二极管Do与电感Lo串联电路的一端接于电容Co和二极管Ds的接点上，另一端与逆变桥另一桥臂的续流二极管相连。
专利摘要本实用新型涉及将直流电变换成交流电的电源装置。该电源装置中实现开通和关断逆变器开关器件的缓冲电路是由电感、电容及二极管构成的电路,由于本实用新型电源装置中无耗能的电阻元件,也无辅助开关及相应的控制电路,所以它不仅结构简单、成本低且工作可靠性强、效率高。
文档编号H02M7/48GK2379968SQ99213490
公开日2000年5月24日 申请日期1999年6月23日 优先权日1999年6月23日
发明者何湘宁, 邓焰 申请人:浙江大学