[实用新型]一种直流高频开关逆变变压工频逆变电源

说明书

本实用新型涉及一种直流变交流的逆变电源。

随着社会的发展和科技的进步，越来越多的非工频供电场所需工频供电。如铁路的机车驾驶室需要将110V直流逆变为220V工频电供给空调和机组使用。在现有的供电方式中，主要采用一种直流－交流变压工作方式的逆变电源和带交流发电机的逆变机组。前者是将输入的直流电经一系列电子线路直接转变成工频交流电，然后经变压器变成所需要的电压等级供给负载使用，但其有着线路复杂，所用工频变压器体积庞大之缺点，使得电源本身超重，给安装维修带来许多不便。另外，由于工频变压器不能满足突变电流，不适应带大功率电动机等负载，特别是在启动电动机的瞬间由于输出电流的限制，会造成启动电压不足和波形畸变，造成电动机无法正常工作。由于使用了工频变压器，造成了能源浪费、效率不高。后者即带交流发电机的逆变机组虽然解决了启动功率问题，但由于增加了交流发电机和一系列传动装置，造成系统复杂，费用投资高，维护工作量大等困难，使使用受到限制。因此，研制一种新型的逆变电源是十分必要的。

本实用新型即是针对已有技术存在的问题而设计的一种新型的直流高频开关逆变变压、工频逆变电源，同现有逆变电源相比，具有体积重量均大大减少，可直接起动大功率电机，带大负载功率大、效率高之特点。

下面详述本实用新型的目的是如何实现的。

本实用新型采用先高频开关逆变、直流变压储能，再工频逆变直接给负载供电的工作方式，与现有逆变电源相比，解除了工频变压器的变压环节，增加了储能环节。

附图即本实用新型电路结构图。

图中Ⅰ是高频开关逆变变压部分；Ⅱ是整流储能部分；Ⅲ是工频逆变部分；G₁～G₄为大功率高频开关管，B为变压器，C为储能电容，Vi为直流输入端，Vo为工频输出端，A为控制驱动部分。

本实用新型的高频开关逆变变压部分Ⅰ由四个大功率高频开关管G₁～G₄、控制驱动部分A及变压器B组成，高频开关管为IGBT、即场效应管输入，达林顿管输出的大功率管。输入Vi的“＋”极连接G₁、G₃之C极，Vi之“－”极连接G₂、G₄之e极，G₁e极连接G₂C极，G₃e极连接G₄C极，G₁e极及G₃e极各有一引出端连接变压器B输入级两端；控制驱动部分A为一方波发生器，该发生器有四务输出端，分别连接G₁、G₂、G₃、G₄之b极，工作时方波依次加到G₁G₄和G₂、G₃之b极，即控制其两两依次导通。变压器B次级线圈连接整流储能部分Ⅱ。变压器输出端直接连接整流电路，该电路为已有技术，如桥式整流电路。整流输出两端连有储能电容C，其后连接工频逆变电路Ⅱ，该电路亦为已有技术，可为桥式、半桥式等逆变电路。

本实用新型工作时，由Vi端输入直流电，控制驱动部分A输出方波，轮流控制G₁G₄和G₂、G₃和导通与截止，即G₁G₄导通时，G₂、G₃截止，这样，在变压器输入端得到高频交变电压，经变压器变压后升至工频，再经整流储能电路Ⅱ整流、储能，变为直流，最后经工频逆变为220V工频电，供负载使用。

本实用新型彻底改变了现有逆变电源先工频逆变后工频变压的工作方式，采取了先高频开关逆变，直流变压储能，再工频逆变直接给负载供电的工作方式，与现有逆变电源相比，去掉了工频变压器变压环节，增加了储能环节，提高了电动机负载的负载能力，在与现有逆变电源同样输出功率的情况下，本实用新型可直接起动与其输出功率相适应的电动机负载，而体积只有现有逆变电源的20％，重量的70％，效率可达90％以上，比现有电源提高20％以上，电动负载输出功率可达千瓦以上，广泛适用于各种需工频逆变的场合，具有很大的推广应用价值。