高效可靠的直流到交流轉換電路的製作方法
2023-05-31 09:18:26 1
專利名稱：高效可靠的直流到交流轉換電路的製作方法
技術領域：
本發明涉及電力電子技術領域，特別涉及一種直流到交流轉換電路。
背景技術：
眾所周知，交流轉換直流穩壓電源，已是較為成熟的技術，而由直接電壓轉換為交流電壓的逆變器，起步較晚，早期設計主要使用低頻變壓器，但體積大而笨重，效率也低。如今已有將光電直流源的直流電壓轉換為交流電壓的方法，但存在效率低、輸入端子上容易出現高頻電壓的問題，專利200510079923. 1是將直流電壓源的直流電壓轉換為交流電壓的方法，其實現了直流轉換交流的功能，並避免了輸入端子上出現的高頻電壓 (EMV問題小)，同時實現了高效率的轉換。因此，如何設計一種直流轉換交流的電路，並且也能克服輸入端子上出現的高頻電壓，達到高效率轉換的功能，即為本案發明人所欲解決的方向所在。
發明內容
本發明的目的是提供一種直流電壓轉換成交流電壓的電路，實現直流轉換為交流的高效率轉換功能，並避免了輸入端子上出現高頻電壓，且使輸出電流共模成分小。為此， 本發明採用以下技術方案它包括六個開關器件、兩個二極體、兩個電感；
所述六個開關器件中的第一開關器件、第二開關器件、第五開關器件、第六開關器件為金屬氧化物半導體場效應管M0SFET，第三開關器件、第四開關器件為絕緣柵雙極型電晶體 IGBT ；
第一開關器件、第三開關器件、第五開關器件相串聯且連接於電容兩端； 第二開關器件、第四開關器件、第六開關器件相串聯且連接於電容兩端； 所述兩個二極體中的第七二極體負極連接於第三開關器件的集電極，正極連接於第四開關器件的發射極；
所述兩個二極體中的第八二極體負極連接於第四開關器件的集電極，正極連接於第三開關器件的發射極；
所述兩個電感中的第一電感的第一端連接於第四開關器件的集電極、第八二極體負
極；
所述兩個電感中的第二電感的第一端連接於第三開關器件的集電極、第七二極體負
極；
第一電感的第二端及第二電感的第二端連接於市電或交流負載。在採用上述技術方案的基礎上，本發明還可採用以下進一步的技術方案
所述第一開關器件、所述第二開關器件、所述第五開關器件及所述第六開關器件是選用對稱的開關管。所述的第三開關器件、第四開關器件為以50Hz的輸出頻率被觸發的開關器件。所述的第一開關器件、第二開關器件、第五開關器件及第六開關器件為以一個KHz範圍內的脈衝信號和50Hz的信號觸發的開關器件。所述的一個KHz的脈衝信號為16KHZ的脈衝信號。由於採用本發明的技術方案，本發明實現了直流轉換為交流的高效率轉換功能， 並避免了輸入端子上出現高頻電壓，且輸出電流共模成分小。
圖1為本發明的電路示意圖。圖2為圖1所示電路在正半波期間，第二開關器件S2、第五開關器件S5同步地被觸發開通時的電流迴路示意圖。圖3為圖1所示電路在正半波期間，第二開關器件S2、第五開關器件S5同步地被觸發關斷時的電流迴路示意圖。圖4為圖1所示電路在負半波期間，第一開關器件Si、第六開關器件S6同步地被觸發開通時的電流迴路示意圖。
具體實施例方式以下結合附圖和具體實施方式
進一步說明本發明。如圖1所述，所述的直流到交流轉換電路包括六個開關器件S1-S6、兩個二極體 D7-D8、兩個電感L1-L2 ；其中第一開關器件Si、第二開關器件S2、第五開關器件S5、第六開關器件S6為金屬氧化物半導體場效應管(M0SFET)，第三開關器件S3、第四開關器件S4為絕緣柵雙極型電晶體(IGBT )。第一開關器件Si、第三開關器件S3、第五開關器件S5相串聯且連接於電容Cl兩端，第二開關器件S2、第四開關器件S4、第六開關器件S6相串聯且連接於電容兩端Cl ；第七二極體D7負極連接於第三開關器件S3的集電極，正極連接於第四開關器件S4的發射極；第八二極體D8負極連接於第四開關器件S4的集電極，正極連接於第三開關器件S3的發射極；第一電感Ll的第一端連接於第四開關器件S4的集電極及第八二極體D8負極；第二電感L2的第一端連接於第三開關器件S3的集電極及第七二極體D7負極，第一電感Ll 的第二端及第二電感L2的第二端連接於市電或交流負載。當所述直流到交流轉換電路以50Hz的市電輸出頻率來切換所述的第三開關器件 S3及第四開關器件S4,第一開關器件Si、第二開關器件S2、第五開關器件S5及第六開關器件S6則在一個KHz範圍內的高頻調製脈衝信號和50Hz的信號觸發，KHz範圍高頻調製脈衝信號例如為16KHz調製脈衝信號。如圖2所示，在供電電壓的一個半波(正半波)中，第三開關器件S3接通，第二開關器件S2、第五開關器件S5同步地受高頻調製脈衝信號觸發，第一開關器件Si、第四開關器件S4、第六開關器件S6關斷。如果第二開關器件S2、第五開關器件S5同步地被觸發開通時，輸出電流通過第二開關器件S2、第三開關器件S3、第五開關器件S5形成迴路。如果第二開關器件S2、第五開關器件S5同步地被觸發關斷時，輸出電流通過第三開關器件S3、第八二極體D8形成迴路，如圖3所示。如圖4所示，在供電電壓的一個半波(負半波)中，第四開關器件S4接通，第一開關器件Si、第六開關器件S6同步地受高頻調製脈衝信號觸發，第二開關器件S2、第三開關器件S3、第五開關器件S5關斷。如果第一開關器件Si、第六開關器件S6同步地被觸發開通時，輸出電流通過第一開關器件Si、第四開關器件S4、第六開關器件S6形成迴路。如果第一開關器件Si、第六開關器件S6同步地被觸發關斷時，輸出電流通過第四開關器件S4、 第七二極體D7形成迴路。由此根據本發明藉助於開關第一開關器件Si、第二開關器件S2、第五開關器件S5 及第六開關器件S6，可以將負載電路從直流側端子上脫離開，避免了輸入端子上出現高頻電壓。特別是通過開關第一開關器件Sl和第六開關器件S6，或第二開關器件S2和第五開關器件S5的對稱結構去分配電壓，可以減小輸出電流的共模成分。另外通過這種轉換電路，降低第一濾波電感Ll和第二濾波電感L2中的電流波動並由此降低反覆磁化損耗。通過本發明可以實現一種低損耗、無變壓器且輸出共模電流成分小的直流到交流轉換電路。
權利要求
1.一種直流到交流轉換電路，其特徵在於，它包括六個開關器件、兩個二極體、兩個電感；所述六個開關器件中的第一開關器件、第二開關器件、第五開關器件、第六開關器件為金屬氧化物半導體場效應管M0SFET，第三開關器件、第四開關器件為絕緣柵雙極型電晶體 IGBT ；第一開關器件、第三開關器件、第五開關器件相串聯且連接於電容兩端； 第二開關器件、第四開關器件、第六開關器件相串聯且連接於電容兩端； 所述兩個二極體中的第七二極體負極連接於第三開關器件的集電極，正極連接於第四開關器件的發射極；所述兩個二極體中的第八二極體負極連接於第四開關器件的集電極，正極連接於第三開關器件的發射極；所述兩個電感中的第一電感的第一端連接於第四開關器件的集電極、第八二極體負極；所述兩個電感中的第二電感的第一端連接於第三開關器件的集電極、第七二極體負極；第一電感的第二端及第二電感的第二端連接於市電或交流負載。
2.根據權利要求1所述的直流到交流轉換電路，其特徵在於，所述第一開關器件、所述第二開關器件、所述第五開關器件及所述第六開關器件是選用對稱的開關管。
3.根據權利要求1所述的直流到交流轉換電路，其特徵在於，所述的第三開關器件、第四開關器件為以50Hz的輸出頻率被觸發的開關器件。
4.根據權利要求1所述的直流到交流轉換電路，其特徵在於，所述的第一開關器件、第二開關器件、第五開關器件及第六開關器件為以一個KHz範圍內的脈衝信號和50Hz的信號觸發的開關器件。
5.根據權利要求4所述的直流到交流轉換電路，其特徵在於，所述的一個KHz的脈衝信號為16KHZ的脈衝信號。
全文摘要
本發明公開了一種直流到交流轉換電路，包括六個開關器件、兩個二極體、兩個電感；第一、二、五、六開關器件為MOSFET，第三、四開關器件為IGBT；第一、三、五開關器件相串聯且連於電容兩端；第二、四、六開關器件相串聯且連於電容兩端；第七二極體負極連於第三開關器件集電極，正極連於第四開關器件發射極；第八二極體負極連於第四開關器件集電極，正極連於第三開關器件發射極；第一電感第一端連於第四開關器件集電極及第八二極體負極；第二電感第一端連於第三開關器件集電極及第七二極體負極，第一電感及第二電感的第二端連於市電或交流負載。本發明實現了直流轉換為交流的高效率轉換功能，避免輸入端子上出現高頻電壓，且輸出電流共模成分小。
文檔編號H02M7/537GK102237815SQ20111007843
公開日2011年11月9日 申請日期2011年3月29日 優先權日2011年3月29日
發明者宋元斌, 李新富, 歐餘斯, 郭華為 申請人:杭州浙大桑尼能源科技有限公司