一種基於分時交錯疊加技術的高頻輸出逆變器的製作方法

2023-10-30 07:46:23

本實用新型涉及被廣泛應用於高頻感應加熱、高頻焊接等多個領域的高頻輸出逆變器，特別涉及一種基於分時交錯疊加技術的高頻輸出逆變器高頻輸出逆變器。

背景技術：

高頻輸出逆變器在感應加熱、焊接、等離子發生等許多場合應用十分廣泛。目前，國內使用的大功率高頻輸出逆變器裝置，還主要依賴進口。

制約大功率逆變器高頻輸出的重要原因，是逆變器的電力電子元件的開關損耗、開關速度和死區等問題。目前國內外多採用電壓型多個逆變器並聯、變壓器組合和間歇輪換工作方式，以實現高頻和大功率輸出。這在一定程度上雖然解決了採用單個逆變器高頻工作時電力電子元件的開關損耗過大導致的過熱問題，但並沒有從根本上解決開關速度尤其是死區問題的制約。

技術實現要素：

為了克服上述現有技術的不足，本實用新型的目的在於提供一種基於分時交錯疊加技術的高頻輸出逆變器，用多個較低工作頻率的單相電壓型逆變器進行並聯組合，採用分時交錯疊加，可以使單相逆變裝置的輸出頻率得到N倍提高；本實用新型可以用成本較低的、較低工作頻率的功率開關元件，實現逆變器裝置的高頻輸出。

為實現上述目的，本實用新型採用的技術方案為：

一種基於分時交錯疊加技術的高頻輸出逆變器，採用多個低工作頻率的電壓型單相橋式逆變器並聯，每一個電壓型單相橋式逆變器包括兩個並聯的橋臂，第一橋臂的上橋臂包括開關管V11，開關管V11與二極體VD11反並聯；第一橋臂的下橋臂包括開關管V13，開關管V13與二極體VD13反並聯，同理，第二橋臂的上橋臂包括開關管V12，開關管V12與二極體VD12反並聯；第二橋臂的下橋臂包括開關管V14，開關管V14與二極體VD14反並聯，兩個並聯橋臂的直流側連接電容器C1，第一橋臂、第二橋臂的中點輸出作為逆變器的輸出，輸出與電阻R1，電感L1及變壓器U1串聯。

所述的採用多個低工作頻率的電壓型單相橋式逆變器並聯，其數量為大於等於3的奇數。

本實用新型採用多個較低工作頻率的單相電壓型逆變器進行並聯組合，開關管的工作方式則採用「分時交錯」，以使得整體提高逆變裝置的輸出頻率，可以使單相逆變裝置的輸出頻率得到N倍提高。

附圖說明

圖1是本實用新型的結構示意圖。

圖2是本實用新型實施例5個電壓型單相橋式逆變器並聯的工作示意圖。

具體實施方式

下面結合附圖對本實用新型做詳細敘述。

以5個單相橋式逆變器並聯為例來介紹說明，如圖2所示。應當理解，本實用新型的還可以採用更多個單相橋式逆變器並聯，只要其數量為大於等於3的奇數便可。

參照圖1、圖2，一種基於分時交錯疊加技術的高頻輸出逆變器，採用5個低工作頻率的電壓型單相橋式逆變器並聯，每一個電壓型單相橋式逆變器包括兩個並聯的橋臂，第一橋臂的上橋臂包括開關管V11，開關管V11與二極體VD11反並聯；第一橋臂的下橋臂包括開關管V13，開關管V13與二極體VD13反並聯，同理，第二橋臂的上橋臂包括開關管V12，開關管V12與二極體VD12反並聯；第二橋臂的下橋臂包括開關管V14，開關管V14與二極體VD14反並聯，兩個並聯橋臂的直流側連接電容器C1，第一橋臂、第二橋臂的中點輸出作為逆變器的輸出，輸出與電阻R1，電感L1及變壓器U1串聯。

本實用新型的工作原理為：

參照圖2，在0時刻，給第一個逆變橋的開關管V11，V14驅動信號，開關管V11，V14開通；在t1時刻，給第二個逆變橋的開關管V22，V23驅動信號，開關管V22，V23開通；在t2時刻，給第三個逆變橋的開關管V31，V34驅動信號，開關管V31，V34開通；在t3時刻，給第四個逆變橋的開關管V42，V43驅動信號，開關管V42，V43開通；在t4時刻，給第五個逆變橋的開關管V51，V54驅動信號，開關管V51，V54開通；在t5時刻，給第一個逆變橋的開關管V12，V13驅動信號，開關管V12，V13開通；在t6時刻，給第二個逆變橋的開關管V21，V24驅動信號，開關管V21，V24開通；……之後以此類推。顯見，對各個逆變橋來講，由於分時工作，在一個工作周期各開關元件只工作1次，卻可以得到如圖2中uo所示的5倍的輸出疊加波形。

又由於各個逆變橋的開關元件並非連續工作，而是交錯進行，這不僅非常有利於降低對開關元件的開關速度要求，而且在兩組換相元件之間無需專門設置死區時間，從而更方便整體提高整個變換裝置的高頻輸出。