[发明专利]DC/AC逆变电路

说明书

技术领域

 本发明涉及一种逆变电路，尤其是一种DC/AC逆变电路。

背景技术

逆变电路的作用是将直流电压变换成能够供给电器使用或者新能源发电并网的正弦交流电，高效率、低谐波失真度是该项技术的关键指标。

目前存在的逆变器技术多采用四管全桥电路结构，如图2所示。全桥双极性调制电路中，四个开关管（虚线框中所示）都以较高开关频率工作，开关管的损耗较大，影响效率，并且存在较大的电流纹波幅值。全桥单极性调制电路中，逆变产生的共模电压幅值变化较大，由此产生的共模电流随着开关频率的增加线性增大，谐波失真较严重。全桥结构中需要选用多个功率开关管，成本较高。

发明内容

本发明的目的是克服现有技术中存在的不足，提供一种DC/AC逆变电路，是一种高效节能、安全保护要求较高的逆变电路，能广泛应用于太阳能逆变器、UPS电源等需要DC/AC变换的场合。

按照本发明提供的技术方案，所述DC/AC逆变电路包括降压斩波电路和整流换相电路，所述降压斩波电路包括SPWM调制的功率开关管、二极管、电感和电容，所述整流换相电路包括4个可控整流器，其中两个可控整流器的串联组合与另两个可控整流器的串联组合相并联，其两个并联节点作为整流换相电路的输入端，两个串联节点作为交流输出端；功率开关管源端接直流电源正极，功率开关管漏端接二极管阴极及电感一端，电感另一端连接电容一端以及整流换相电路的一个输入端，电容另一端、二极管阳极接直流电源负极以及整流换相电路的另一输入端。

所述整流换相电路中，对边两个可控整流器为一组，一组可控整流器的触发信号同步，并和另一组互补，每一组开通时间各占半个周期。

所述功率开关管为高频管，选用器件为MOSEFT或IGBT。

所述可控整流器为工频管，选用器件为可控硅整流器SCR。

本发明的降压斩波电路中开关管采用SPWM调制实现控制，通过调节降压斩波电路中高频开关管的占空比，将直流电能转换为正弦半波。通过对交流侧电压采样，利用过零点检测技术控制换相整流电路中4个开关管的通断，上一级得到的正弦半波经过换相整流电路产生正弦全波，完成从直流到正弦交流的逆变。

本发明的优点是：本发明是一种逆变效率高、谐波失真小、成本低的逆变电路。只有降压斩波电路中一个高频开关管，开关管的损耗小，提高逆变的效率。在换相整流中，采用的四个可控整流器为工频，在器件选择上要求较低，能够大幅的降低系统的成本，有利于新能源逆变器的推广普及。

附图说明

图1是本发明电路组成示意图。

图2是常规四管全桥逆变电路原理图。

图3是本发明电路原理图。

图4是本发明电路电流流向及开关管工作状态图。

图5是本发明电路驱动时序及各路输出电压波形图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明。

如图1所示：本发明所述的DC/AC逆变电路由功率开关管Q1、二极管D1、电感L1、电容C2和可控整流器S1～S4组成。功率开关管Q1、二极管D1、电感L1和电容C2组成降压斩波电路，4个可控整流器S1～S4组成整流换相电路。其中两个可控整流器S1，S2的串联组合与另两个可控整流器S3，S4的串联组合相并联，其两个并联节点作为整流换相电路的输入端，两个串联节点作为交流输出端；功率开关管Q1源端接直流电源正极，功率开关管Q1漏端接二极管D1阴极及电感L1一端，电感L1另一端连接电容C2一端以及整流换相电路的一个输入端，电容C2另一端、二极管D1阳极接直流电源负极以及整流换相电路的另一输入端。母线电容C1连在直流电源两极之间。

所述降压斩波电路中的功率开关管Q1触发信号采用SPWM调制技术。

所述整流换相电路中，对边两个可控整流器S1，S3的触发信号同步，并和另一组对边两个可控整流器S2，S4触发信号互补。每一组可控整流器开通时间为输出交流侧半个周期。

采用上述方案后，本发明巧妙的利用了降压斩波电路和整流换相电路组合，利用控制电路完成降压斩波电路的SPWM调制，降压斩波电路中的开关管在关断时，实现了直流输入和交流输出的隔离，避免输入侧出现高频干扰，有效的降低了EMI。换相整流电路中，逆变产生的共模电压恒定，由此产生共模电流为零，能有效的抑制共模电流，降低了系统传导损耗，保证逆变电流的品质。