专利名称：一种逆变器电源装置的制作方法
技术领域：
本发明属于电源技术领域，尤其涉及一种逆变器电源装置。
背景技术：
全桥逆变器电源的控制方式有两种单极性PWM调制(脉冲宽度调制) 和双极性PWM调制。双极性PWM调制同一桥臂的两个开关管互补驱动，由 于开关管导通、关断特性的不一致性以及控制死区时间的电路的参数的不一致， 可能导致同一桥臂的两个开关管同时导通，进而导致开关管损坏。因此，这种 控制方式一般不采用。单极性PWM控制采用同一桥臂的开关管两种工作状态 上桥臂工作于低频状态一50Hz开关频率，下桥臂工作于高频状态一几十KHz, 且在过零切换时留有死区时间，因此不存在桥臂直通现象，这种控制方式在逆 变器中应用较广。但单极性PWM控制方法存在另一个问题在市电正负半周 都只有一个开关管作高频切换，导致输出电感的利用率下降，进而降低了逆变 器电源的效率；同时，该种控制方式的DC (直流)电磁干扰(Electromagnetic Interference, EMI)问题也4艮突出。
发明内容
本发明实施例的目的在于提供一种逆变器电源装置，旨在提升逆变器电源 装置的效率。
本发明实施例是这样实现的， 一种逆变器电源装置，包括并联于直流电源 两端的两个开关管支路、二极管D1、 D2和储/释能元件L1、 L2;
其中的一个开关管支路包括依次连接的开关管S1、 S5、 S3，开关管Sl的 一端与直流电源的正极连接，开关管S3的另一端与直流电源的负极连接；另一个开关管支路包括依次连接的开关管S2、 S6、 S4,开关管S2的一端与直流电 源的正极连接，开关管S4的另一端与直流电源的负极连接；
二极管Dl的阴极连接至开关管Sl与S5之间的节点，阳极与储/释能元件 L2的一端连接，阳极还同时连接到开关管S6与S4之间的节点；
二极管D2的阴极连接至开关管S2与S6之间的节点，P曰极与储/释能元件 Ll的一端连接，阳极还同时连接到开关管S5与S3之间的节点；
储/释能元件Ll的另一端与储/释能元件L2的另一端作为输出端；
当逆变器电源装置输出接的市电为正或作为独立的电压源输出为正时，开 关管S5开通，开关管S2、 S3、 S6关断，开关管S1、 S4^皮高频信号同步触发； 当逆变器电源装置输出接的市电为负或作为独立的电压源输出为负时，开关管 S6开通，开关管S1、 S4、 S5关断，开关管S2、 S3^^高频信号同步触发。
本发明实施例提供的逆变器电源装置通过采用对称结构的四个开关管，可 在逆变器正常工作时，市电正负半周都有两个开关管做高频切换，这使得输出 滤波电感的利用率达到100%。
图1是本发明实施例提供的逆变器电源装置的结构原理图2是图1所示装置中各个开关管的驱动波形以及输出电压的波形示意图3、图4分别是当图1所示装置输出接的市电为正或作为独立的电压源
输出为正时的电流信号回路、以及切换后的续流信号回路示意图5、图6分别是当图1所示装置输出接的市电为负或作为独立的电压源
输出为负时的电流信号回路、以及切换后的续流信号回路示意图。
具体实施例方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实 施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅
4仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
本发明实施例中，选用四个开关管组成对称的结构，在逆变器正常工作时， 市电正负半周都有两个开关管做高频切换，这使得输出滤波电感的利用率达到
100%。
图1示出了本发明实施例提供的逆变器电源装置的结构原理，包括电容C1 、 开关管Sl-S6、 二极管D1-D2、储/释能元件Ll-L2等，其中直流电源SG为光 伏或风电等新能源装置，也可以为其他形式的直流电源，电容Cl并联于直流 电源SG的两端，主要用于降低逆变环节输入紋波。逆变环节由Sl-S6、 Dl-D2、 Ll-L2等组成。逆变器的输出Grid经滤波环节后接50Hz交流市电或者作为独 立的电压源向交流负载提供50Hz的交流电。
参照图1，直流电源SG的两端之间连4妻有两个并^:的开关管支^^第一支 路包括依次连接的开关管S1、 S5、 S3,其中开关管Sl的一端与直流电源SG 的正极连接，开关管S3的另一端与直流电源SG的负极连接；第二支路包括依 次连接的开关管S2、 S6、 S4，其中开关管S2的一端与直流电源SG的正极连 接，开关管S4的另一端与直流电源SG的负极连接。二极管D1的阴极连接至 开关管Sl与S5之间的节点，阳极与储/释能元件L2的一端连接，同时还连接 到开关管S6与S4之间的节点；二极管D2的阴极连接至开关管S2与S6之间 的节点，阳极与储/释能元件Ll的一端连接，阳极还连接到开关管S5与S3之 间的节点；储/释能元件Ll的另一端与储/释能元件L2的另一端作为逆变电源 的输出端。
逆变器电源装置以50Hz的市电输出频率来切换开关管S5和S6,而开关管 Sl、 S2、 S3、 S4的驱动信号则是由一个几十KHz的高频脉冲信号(例如20KHz ) 和50Hz的信号相与而得到，其中，开关管S1和S4的驱动信号同步，开关管S 2和S3的驱动信号同步，具体驱动波形如图2。
当逆变器电源装置输出接的市电为正或作为独立的电压源输出为正时，开 关管S5开通，开关管S2、 S3、 S6关断，开关管S1、 S4被以几十KHz的频率(如20KHz)的高频信号同步触发。当高频触发信号为1的时候，Sl、 S4导通， 电流信号回路如图3中的虚线所示，储/释能元件Ll和L2同时进行储能，如果 输出接的市电，则输入直流源的中点电位和市电的中点电位是等电位的；当高 频触发信号为O的时候，Sl、 S4截止，此时储/释能元件Ll和L2开始释能， 逆变电路工作于续流状态，电流信号回3各由L1、 L2、 D1和S5构成，具体如图 4中的虚线所示，如果输出接的市电，则市电的中点电位是由Sl、 S2、 S3、 S4 分压决定的。进一步地，开关管Sl、 S2、 S3、 S4不仅结构对称，并且型号相 同，所以输出端的L线、N线和输入电源的正负极间只存在50Hz的低频分量， 从而逆变器在高频切换的时候输入侧和市电侧(如果逆变器输出接的是市电) 没有高频分量，减小了DCEMI。
当逆变器电源装置输出接的市电为负或作为独立的电压源输出为负时，开 关管S6开通，开关管S1、 S4、 S5关断，开关管S2、 S3被以几十KHz的频率
(如20KHz)的高频信号同步触发。当高频触发信号为1的时候，S2、 S3导通， 电流回路如图5中的虚线所示，储/释能元件Ll和L2同时进行储能；如果输出 接的市电，则输入直流源的中点电位和市电的中点电位是同电位的。当高频触 发信号为O的时候，S2、 S3截止，逆变电路工作于续流状态，电流回路由L1、 L2、 D2和S6构成，具体如图6中的虚线所示，如果输出接的市电，则市电的 中点电位是由S1、 S2、 S5、 S6分压决定的。进一步地，开关管S1、 S2、 S3、 S4不仅结构对称，并且型号相同，所以输出端的L线、N线和输入电源的正负 极间只存在50Hz的低频分量，从而逆变器在高频切换的时候输入侧和市电侧
(如果逆变器输出接的是市电)没有高频分量，减小了DCEMI。
进一步地，为提高逆变器的效率，开关管Sl、 S2、 S3、 S4为型号相同的 MOS管，而开关管S5、 S6则选择IGBT (绝缘栅双极型晶体管)为开关器件， 储/释能元件Ll-L2选择电感实现，其中直流电源SG的正极同时连接MOS管 Sl、 S2的漏极，直流电源SG的负极同时连接MOS管S3、 S4的源极。
本发明实施例提供的逆变器电源装置通过采用对称结构的四个开关管，可
6在逆变器正常工作时，市电正负半周都有两个开关管做高频切换，这使得输出 滤波电感的利用率达到100%。同时还可以对上述四个开关管选择相同的型号，
达到减小DC EMI的目的，其中为进一步提升效率，开关管Sl、 S2、 S3、 S4 可选用型号相同的MOS管，而开关管S5、 S6则选择IGBT。另外，通过在直 流电源两端并耳关电容C1 ，还可降低逆变环节输入紋波。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发 明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明 的保护范围之内。
权利要求
1、一种逆变器电源装置，其特征在于，包括并联于直流电源两端的两个开关管支路、二极管D1、D2和储/释能元件L1、L2；其中的一个开关管支路包括依次连接的开关管S1、S5、S3，开关管S1的一端与直流电源的正极连接，开关管S3的另一端与直流电源的负极连接；另一个开关管支路包括依次连接的开关管S2、S6、S4，开关管S2的一端与直流电源的正极连接，开关管S4的另一端与直流电源的负极连接；二极管D1的阴极连接至开关管S1与S5之间的节点，阳极与储/释能元件L2的一端连接，阳极还同时连接到开关管S6与S4之间的节点；二极管D2的阴极连接至开关管S2与S6之间的节点，阳极与储/释能元件L1的一端连接，阳极还同时连接到开关管S5与S3之间的节点；储/释能元件L1的另一端与储/释能元件L2的另一端作为输出端；当逆变器电源装置输出接的市电为正或作为独立的电压源输出为正时，开关管S5开通，开关管S2、S3、S6关断，开关管S1、S4被高频信号同步触发；当逆变器电源装置输出接的市电为负或作为独立的电压源输出为负时，开关管S6开通，开关管S1、S4、S5关断，开关管S2、S3被高频信号同步触发。
2、 如权利要求1所述的逆变器电源装置，其特征在于，所述开关管S1、 S2、 S3、 S4的型号相同。
3、 如权利要求1所述的逆变器电源装置，其特征在于，所述开关管S1、 S2、 S3、 S4为MOS管。
4、 如权利要求1所述的逆变器电源装置，其特征在于，所述开关管S5、 S6为IGBT管。
5、 如权利要求1所迷的逆变器电源装置，其特征在于，所述储/释能元件 Ll、 L2为电感。
6、 如权利要求1所述的逆变器电源装置，其特征在于，还包括并联于直流 电源两端的电容C1。
全文摘要
本发明适用于电源技术领域，提供了一种逆变器电源装置，包括并联于直流电源两端的两个开关管支路、二极管D1、D2和储/释能元件L1、L2；其中一个开关管支路包括依次连接的开关管S1、S5、S3，S1一端与直流电源正极连接，S3另一端与直流电源负极连接；另一个开关管支路包括依次连接的S2、S6、S4，S2一端与直流电源正极连接，S4另一端与直流电源负极连接；D1阴极连接至S1与S5的节点，阳极同时连接到L2的一端和开关管S6与S4的节点；D2阴极连接至S2与S6的节点，阳极同时连接到L1的一端和开关管S5与S3的节点；L1的另一端与L2的另一端作为输出端。通过采用上述对称结构，市电正负半周都有两个开关管做高频切换，使得输出滤波电感的利用率达到100％。
文档编号H02M7/44GK101645662SQ200910189758
公开日2010年2月10日 申请日期2009年8月26日 优先权日2009年8月26日
发明者林华勇 申请人:深圳科士达科技股份有限公司