8]本发明中提出的一种利用耦合电感抑制桥臂冲击电流的方法，是利用上述具有耦合电感的逆变器，其中，功率开关的驱动信号占空比小于0.5，t0-t4分为4个不同的状态。
[0019]模态1:如图2所示，在tO-tl时间段，第一功率开关管S1开通，第二功率开关管S2关断，由电源正极经过第一功率开关管S1、耦合电感原边绕组L1、耦合电感副边绕组L2和负载z后回到电源负极；负载电流稳定，延正方向；图2中，Vgsl, Vgs2分别为第一、第二功率开关管的驱动信号，t0-t4一一不同时段的时刻。
[0020]模态2，如图2和图3所示，在tl_t2时间段，第一功率开关管S1处于关断下降沿，第二功率开关管S2处于关断状态，耦合电感原边绕组L i电感的能量通过第二功率开关管S 2的寄生电容Cds和二极管D:释放；耦合电感原边绕组L:电感电流迅速减小，直至减小到O ;图3中，^为该模态2的电流方向，
[0021]模态3:如图2和图3所不，在t2_t3时间段，第一功率开关管SjP第二功率开关管&均处于关断状态，第二功率开关管S 2的寄生电容C:^通过耦合电感副边绕组L 2、负载放电，直至电容电压为0，又通过耦合电感副边绕组1^反向充电；第二功率开关管S 2的寄生二极管Dds开通；图3中，i 2为该模态3的电流方向。
[0022]模态4:如图2和图4(图4中耦合电感原边二极管省略)所示，在t3_t4时间段，第一功率开关管S1处于关断状态，第二功率开关管S 2处于开通的上升沿，第二功率开关S 2的寄生电容Cds通过电源、耦合电感原边绕组L:放电，还通过第二功率开关管S 2的寄生二极管Dds放电，直至第二功率开关S 2的寄生电容C DS电压为0，在第二功率开关管S 2的上升沿，第二功率开关管S2的寄生二极管D DS反向恢复电流通过耦合电感进行抑制。
[0023]由以上描述可知，本发明具有如下优点:
[0024](I)桥臂功率器件中心点串入耦合电感，有效地钳制通过功率器件的峰值电流，且耦合电感只有负载电感的1/10。
[0025](2)耦合电感原边并联的二极管为回路残余能量提供释放回路，有效减小电路中电流振荡。
[0026](3)耦合电感的原边绕组和副边绕组采用双线并绕，绕制在罐型铁氧体磁心上，增加耦合系数，减少漏磁和分布参数。
[0027](4)适合高频工作情况，在功率器件的工作频率较高时，可进一步降低耦合电感磁性材料的容量，减少损耗。
[0028](5)当选择导通电阻很小的功率开关管时，回路中耦合电感可有效减低功率器件的电压应力。
[0029]尽管上面结合附图对本发明进行了描述，但是本发明并不局限于上述的【具体实施方式】，上述的【具体实施方式】仅仅是示意性的，而不是限制性的，本领域的普通技术人员在本发明的启示下，在不脱离本发明宗旨的情况下，还可以做出很多变形，这些均属于本发明的保护之内。
【主权项】
1.一种具有耦合电感的逆变器，其中，同一桥臂侧的上桥臂是第一功率开关管S P同一桥臂侧的下桥臂是第二功率开关管s2，所述第一功率开关管S1和第二功率开关管S2均为电力场效应晶体管MOSFET ;该电力场效应晶体管MOSFET的内部具有反并联寄生二极管Dds和寄生电容Cds;其特征在于: 耦合电感原边绕组1^同名端与二极管D i的阴极相连，耦合电感原边绕组L 1异名端与所述二极管D1的阳极相连； 耦合电感原边绕组L1异名端与耦合电感副边绕组L2异名端相连接，组成公共端；所述第一功率开关管漏极与电源正极相连；所述第一功率开关管S i的源极连接至耦合电感原边绕组1^同名端； 耦合电感副边绕组L2同名端与负载的一端相连；所述负载的另一端和所述第二功率开关管S2的源极均连接至电源负极； 耦合电感原边绕组L1异名端与耦合电感副边绕组L2异名端组成的公共端连接至所述第二功率开关管32的漏极。2.一种利用耦合电感抑制桥臂冲击电流的方法，其特征在于，利用如权利要求1所述具有耦合电感的逆变器，并包括以下模态: 模态1:第一功率开关管S1开通，第二功率开关管S 2关断，由电源正极经过第一功率开关管S1、耦合电感原边绕组L1、耦合电感副边绕组L2和负载z后回到电源负极；负载电流稳定，延正方向； 模态2:第一功率开关管S1处于关断下降沿，第二功率开关管S 2处于关断状态，耦合电感原边绕组L1电感的能量通过第二功率开关管S 2的寄生电容C DjP二极管D:释放；耦合电感原边绕组L1电感电流迅速减小，直至减小到O ; 模态3:第一功率开关管S1和第二功率开关管S 2均处于关断状态，第二功率开关管S 2的寄生电容Cds通过耦合电感副边绕组L2、负载放电，直至电容电压为0，又通过耦合电感副边绕组1^反向充电；第二功率开关管S 2的寄生二极管D DS开通； 模态4:第一功率开关管S1处于关断状态，第二功率开关管S 2处于开通的上升沿，第二功率开关S2的寄生电容C DS通过电源、耦合电感原边绕组L i放电，还通过第二功率开关管S 2的寄生二极管Dds放电，直至第二功率开关S 2的寄生电容Cds电压为0，在第二功率开关管S 2的上升沿，第二功率开关管S2的寄生二极管D DS反向恢复电流通过耦合电感进行抑制。
【专利摘要】本发明公开了一种具有耦合电感的逆变器，其中，同一桥臂侧的上桥臂是第一功率开关管，同一桥臂侧的下桥臂是第二功率开关管，第一功率开关管和第二功率开关管均为电力场效应晶体管MOSFET；第一功率开关管的漏极与电源正极相连，耦合电感原边绕组L1同名端与二极管D1的阴极相连，耦合电感原边绕组L1异名端与二极管D1的阳极相连；耦合电感原边绕组L1同名端连接至第一功率开关管的源极；耦合电感副边绕组L2同名端与负载的一端相连；负载另一端和第二功率开关管的源极均连接至电源负极；耦合电感原边绕组L1异名端与副边绕组L2异名端组成公共端，连接至第二功率开关管的漏极。本发明可有效抑制上、下桥臂间冲击电流。
【IPC分类】H02M7/5387, H02M1/32
【公开号】CN105119475
【申请号】CN201510546872
【发明人】吴爱国, 张海玮
【申请人】天津大学
【公开日】2015年12月2日
【申请日】2015年8月31日