[发明专利]基于SiC MOSFET的三相四桥臂逆变器

说明书

本发明公开了基于SiC MOSFET的三相四桥臂逆变器，包括主功率电路、处理器、直流电压采集电路、驱动保护电路、电流采集电路和负载电压采集电路。直流电压采集电路采集主功率电路中的直流输入电压并反馈给处理器。电流采集电路采集主功率电路中的负载电流并反馈给处理器。负载电压采集电路采集主功率电路中的负载电压并反馈给处理器。处理器输出八路控制信号给驱动保护电路，驱动保护电路产生四路上桥臂驱动信号和四路下桥臂驱动信号。同一桥臂的上桥臂驱动信号和下桥臂驱动信号互锁。本发明的基于SiC MOSFET的三相四桥臂逆变器具有驱动频率高、响应速度快、外围部件小型化、开关损耗小、发热量小等优点。

技术领域

本发明涉及逆变器技术领域，特别涉及一种基于SiC MOSFET的三相四桥臂逆变器。

背景技术

逆变器(Inverter)就是一种将低压(12或24伏或48伏)直流电转变为220伏交流电的电子设备。逆变就是将直流电转化为交流电，供交流用电设备使用。通常将将具有逆变功能的设备称为逆变设备或者逆变器。逆变器的产生，使得直流电向交流电转换成为了可能。在现有的电源形式中，干电池、蓄电池和太阳能电池等各种形式的直流电源，当这些电源向交流负载提供电能时，就需要逆变器。

现有的基于硅基功率半导体器件的逆变器存在功率密度小、逆变功率损耗大、可靠性差、逆变输出电能低等缺点，且驱动频率较小无法满足复杂的控制算法。

发明内容

为了解决现有技术的问题，本发明的目的是公开一种基于SiC MOSFET(碳化硅晶体功率半导体元器件)的三相四桥臂逆变器。

本发明的目的是通过以下技术方案实现的：

基于SiC MOSFET的三相四桥臂逆变器，包括主功率电路和处理器，还包括直流电压采集电路、驱动保护电路、电流采集电路和负载电压采集电路；所述的处理器具有至少3个模数转换接口和至少1个脉宽调制端口；直流电压采集电路采集主功率电路中的直流输入电压并通过第一模数转换接口反馈给处理器；电流采集电路采集主功率电路中的负载电流并通过第二模数转换接口反馈给处理器；负载电压采集电路采集主功率电路中的负载电压并通过第三模数转换接口反馈给处理器；处理器通过脉宽调制端口输出八路控制信号给驱动保护电路，驱动保护电路产生四路上桥臂驱动信号和四路下桥臂驱动信号；四路上桥臂驱动信号分别用于驱动主功率电路中四个桥臂的上桥臂碳化硅功率管，四路下桥臂驱动信号分别用于驱动主功率电路中四个桥臂的下桥臂碳化硅功率管；同一桥臂的上桥臂驱动信号和下桥臂驱动信号互锁。

进一步地，所述的电流采集电路包括第一电阻(R1)、第二电阻(R2)、第三电阻(R3)、第四电阻(R4)、第五电阻(R5)、第六电阻(R6)、第一电容(C1)、第一运算放大器(U1)和第二运算放大器(U2)；负载电流输入到第一电阻(R1)的一端，第一电阻(R1)的另一端分别连接第二电阻(R2)的一端和第三电阻(R3)的一端；第二电阻(R2)的另一端接参考地；第三电阻(R3)的另一端分别连接第一电容(C1)的一端和第一运算放大器(U1)的正向输入端；第一运算放大器(U1)的反向输入端和输出端相连；第四电阻(R4)的一端连接第一运算放大器(U1)的输出端，第四电阻(R4)的另一端连接第二运算放大器(U2)的正向输入端；第二运算放大器(U2)的反向输入端连接第五电阻(R5)的一端和第六电阻(R6)的一端，第五电阻(R5)的另一端接参考地；第六电阻(R6)的另一端连接第二运算放大器(U2)的输出端；第二运算放大器(U2)的输出端连接处理器的第二模数转换接口。