[实用新型]一种H桥逆变电路

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种DC/AC逆变电路，特别是涉及一种高效H桥路逆变电路。具体应用在各种逆变器中，如光伏发电逆变器，风力发电逆变器，方波逆变器，正弦波逆变器等等。 

背景技术

目前，在通常的H桥逆变电路的设计应用中，四个桥臂采用相同的功率开关管（采用IGBT管或MOSFET管），IGBT是最多被使用的器件。因为IGBT导通压降的非线性特性使得IGBT的导通压降并不会随着电流的增加而显著增加。从而保证了逆变器在最大负载情况下，仍然可以保持较低的损耗和较高的效率。而在高频逆变电路的设计应用中，MOSFET管则被广泛采用，虽然MOSFET管的导通压降是线性的，但它又具有非常卓越的动态特性和高频工作能力，因此在突出频率特性的高频逆变电路中，常常选用MOSFET管。 

图1所示是目前常用的一种H桥逆变电路，是一种由G30T60 构成的H桥逆变电路。其逆变工作过程是：当控制电路的控制信号PWM1控制IGBT1、IGBT2导通，同时控制信号PWM2 控制IGBT3、IGBT4关断时，电流方向由直流源正VDH，经IGBT1，AC1，交流负载（或交流源），AC2，IGBT2到直流电源地。当控制电路的控制信号PWM2控制IGBT4、IGBT3导通；同时控制信号PWM1控制IGBT1、IGBT2关断时，电流方向由直流源正VDH，经IGBT4，AC2，交流负载，AC1，IGBT2到直流电源地。在一个循环周期内，交流负载上流过的电流是交流。 

不论是采用IGBT组成的H桥逆变电路，或是采用MOSFET管组成的H桥逆变电路，在实际应用中都存在不理想的地方： 

1、采用IGBT时，由于IGBT导通压降的非线性特性使得IGBT的导通压降并不会随着导通电流的增加而显著增加，在满负荷工作时，逆变转换效率较高；反之由于IGBT导通压降的非线性特性使得IGBT的导通压降并不会随着导通电流的减小而显著减小，在轻负荷时，逆变转换效率相对较低。另一方面是由于IGBT的开关频率低，因此由IGBT组成的H桥逆变电路的频率特性不理想。

2、采用MOSFET管时，频率特性提高了，但由于MOSFET管的导通压降是线性的，使得MOSFET的导通压降会随着导通电流的增加而显著增加，在满负荷工作时，逆变转换效率较低；反之，MOSFET的导通压降也会随着导通电流的减小而显著减小，在轻负荷时，逆变转换效率相对较高。 

3、逆变效率会随前级直流源功率变化而变化。采用IGBT组成的H桥逆变电路，逆变效率会随前级直流源功率的增大而增大；采用MOSFET组成的H桥逆变电路，逆变效率会随前级直流源功率的增大而减小。在光伏发电逆变器或风能发电逆变器中，此电路的缺点显现的更突出。 

实用新型内容

本实用新型针对现有技术不足，提出一种更高效率的H桥逆变电路，不论负载是在轻载工作还是在满载的工作情况下，都有较高的效率。 

本实用新型所采用的技术方案： 

一种H桥逆变电路，包括组成桥臂的功率开关元件，所述H桥逆变电路的功率开关元件同时采用了IGBT管和MOSFET管，其中上半桥的功率开关元件采用两只IGBT管，下半桥的功率开关元件采用两只MOSFET管，其中上半桥的两只IGBT管的集电极接电源正极VDH，两只IGBT管的发射极分别接下半桥的两只MOSFET管的源极，下半桥的两只MOSFET管的漏极接电源地GND，上半桥的IGBT管的发射极和下半桥的MOSFET管的源极的连接节点组成H桥逆变电路的输出端。

所述的H桥逆变电路，在上半桥的两只IGBT管的集电极与发射极之间分别并联有保护二极管D1、D4，所述保护二极管的负极接电源正极VDH；在下半桥的两只MOSFET管的源极与漏极之间分别并联有保护二极管D3、D2，所述保护二极管的正极接电源地GND。 

本实用新型的有益积极效果： 

1、本实用新型相对于现有的H桥逆变电路，不论负载是在轻载工作还是在满载的工作情况下，都有较高的效率，具有明显的节能效果。使用本实用新型可使逆变桥路的逆变效率比现有技术提高2-4%点。如应用在一台3.6kw的光伏发电逆变器上每小时可多发电72w-144w。