CN101702588A - 高频链矩阵式逆变器同步且倍频的锯齿形载波发生电路 - Google Patents
高频链矩阵式逆变器同步且倍频的锯齿形载波发生电路 Download PDFInfo
- Publication number
- CN101702588A CN101702588A CN200910175246A CN200910175246A CN101702588A CN 101702588 A CN101702588 A CN 101702588A CN 200910175246 A CN200910175246 A CN 200910175246A CN 200910175246 A CN200910175246 A CN 200910175246A CN 101702588 A CN101702588 A CN 101702588A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- wave
- frequency
- inverter
- circuit
- square wave
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Images
Classifications
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02B—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO BUILDINGS, e.g. HOUSING, HOUSE APPLIANCES OR RELATED END-USER APPLICATIONS
- Y02B70/00—Technologies for an efficient end-user side electric power management and consumption
- Y02B70/10—Technologies improving the efficiency by using switched-mode power supplies [SMPS], i.e. efficient power electronics conversion e.g. power factor correction or reduction of losses in power supplies or efficient standby modes
Landscapes
- Ac-Ac Conversion (AREA)
Abstract
一种高频链矩阵式逆变器同步且倍频的锯齿形载波发生电路,涉及一种锯齿形载波信号发生电路,特别涉及一种高频链矩阵式变换器同步且倍频的锯齿形载波发生电路,属于电力电子功率变换器PWM载波信号生成领域。包括高频链变压器原边逆变器方波检测与整形电路、方波三角波变换电路、电平调整电路、双向开关的选通触发及倍频锯齿波产生电路。该锯齿形载波发生电路的突出优点是,可使接于变压器副边的矩阵变换器PWM控制用载波信号,与接于高频链变压器原边的高频逆变器输出交流方波具有同步且倍频特征。据此载波进行PWM控制时可以保障副边矩阵式变换器的开关动作与变压器原边逆变器输出信号倍频同步,且有利于实现矩阵式变换器的软开关。
Description
技术领域
本发明涉及一种锯齿形载波信号发生电路,特别涉及一种高频链矩阵式变换器同步且倍频的锯齿形载波发生电路,属于电力电子功率变换器PWM载波信号生成领域。
背景技术
逆变器是一种把直流电能装换成交流电能的拓扑装置。高频链逆变器采用高频变压器替代工频变压器克服了传统变压器的隔离应用的缺点。
高频链矩阵式逆变器的变换过程顺序有DC/HFAC/LFAC三种功率特征,其中,HFAC:高频交流,LFAC:低频交流。可知此类逆变器中出现了DC/AC即直流/交流逆变环节,该环节位于变压器原边,又可知也出现了AC/AC即交流/交流变换环节,该环节也常称为周波变换器或矩阵变换器环节位于变压器副边。矩阵变换器与传统变换器相比,没有中间储能环节,采用双向开关,可以实现能量的双向流动,结构紧凑、体积小、效率高,且输出电压幅值和频率可以独立控制。
PWM控制技术是在电力电子领域有着广泛的应用,并对电力电子技术产生了十分深远影响的一项技术。PWM控制的思想源于通信技术,电力电子全控型器件的发展使得实现PWM控制变得容易。PWM控制技术在逆变电路中的应用最具代表性,特别是由于在逆变电路中广泛而成功的应用,奠定了PWM控制技术在电力电子技术中的突出地位。常用的PWM控制技术有计算法和调制法,其中计算法根据逆变电路的正弦波输出频率、幅值和半个周期内的脉冲数,将PWM波形中各脉冲的宽度和间隔准确计算出来,按照计算结果控制逆变电路中各开关器件的通断,得到所需要的PWM波形。调制法是把希望输出的波形作为调制信号,把接受调制的信号作为载波,通过信号波的调制得到所期望的PWM波形,通常采用等腰三角波或锯齿波作为载波。
在电力电子变换器控制中,载波作为产生PWM斩控波形的基础信号可通过数字计算或模拟振荡的形式发生,现有技术中产生的锯齿形载波信号是单独无同步的,用于满足普通电力电子变换器的PWM控制要求。
发明内容
本发明的目的在于提供一种适合于高频链矩阵式逆变器使用的,可使接于变压器副边的矩阵变换器PWM控制用载波信号,与接于高频链变压器原边的高频逆变器输出交流方波具有同步且倍频特征的锯齿形载波发生电路。
本发明所采用的技术方案包括逆变器方波检测与整形电路、方波三角波变换电路、电平调整电路、双向开关的选通触发及倍频锯齿波产生电路。首先是对高频链变压器原边的高频方波逆变电路通过信号变压器进行信号检测,并将检测所得方波通过运放环节进行整形和正反向处理,得到一组正负互补的复位方波和一个变换用方波,变换用方波通过运放环节产生三角波,三角波再经过电平调整得到正负幅值对称的正斜率三角波,同时该对称的三角波通过反相器反向得到负斜率三角波,将正负斜率两种三角波分别作为CD4016两个双向开关的输入信号,将正负互补的复位方波分别作为CD4016两个双向开关的复位信号,将CD4016两个双向开关的输出信号通过电阻共地连接,则在输出端产生与信号变压器检出信号同步且倍频的锯齿形载波信号。
本发明的有益效果是:可以为高频链矩阵式逆变器的变压器副边矩阵变换器产生用于PWM调制的,与变压器原边逆变器输出信号同步且倍频的锯齿形载波,依此进行PWM控制时可以保障副边矩阵式变换器的开关动作与变压器原边逆变器输出信号同步,且有利于实现矩阵式变换器的软开关。
附图说明
图1为本发明所提及的高频链矩阵式逆变器举例。
图2为本发明的同步且倍频的锯齿形载波转换系统框图。
图3为本发明所设计的逆变器输出检出及复位方波的产生电路。
图4为本发明所设计的方波-三角波转换电路。
图5为本发明所设计的三角波输入同步且倍频的锯齿形载波发生电路。
图中标记有R的元件为电阻,标记有S的元件为高频链功率变换电路的电力电子器件,标记有T的元件为变压器,标记有C的元件为电容,标记有D的元件为二极管,标记为AMP的元件为运算放大器,标记为CD4016的U8A和U8B是集成式双向开关器件的两个开关部件。
具体实施方式
图1为本发明所提及的高频链矩阵式逆变器举例。可见该高频链矩阵式逆变器的变换过程有DC/HFAC/LFAC三种功率特征,其中,HFAC:高频交流,LFAC:低频交流。可知此类逆变器中出现了DC/AC即直流/交流逆变环节,该环节位于变压器原边,又可知也出现了AC/AC即交流/交流变换环节,该环节也常称为周波变换器或矩阵变换器环节位于变压器副边。矩阵变换器与传统变换器相比,没有中间储能环节,采用双向开关,可以实现能量的双向流动,结构紧凑、体积小、效率高,且输出电压幅值和频率可以独立控制。本发明即设计一种可以为高频链矩阵式逆变器的变压器副边矩阵变换器产生用于PWM调制的,与变压器原边逆变器输出信号同步且倍频的锯齿形载波发生电路。
图2为本发明的同步且倍频的锯齿形载波转换系统框图。从左往右逆变器即变压器原边的逆变器输出经过信号变压器隔离检测得到一方波信号,该方波信号经AMP整形后一方面经过AMP运放做反向处理从而得到两个具有同样方波特征但相位相反的信号,这两个方波信号将在锯齿波生成环节作为双向开关CD4016的选通信号;另一方面整形后的方波信号送入方波-三角波转换环节产生三角波。所得三角波经电平调整得到正负半周幅值相等的三角波,并进一步经AMP运放进行反向处理从而得到两个具有同样三角波特征但具有正负两种斜率的信号。两个正负斜率三角波信号分别作为双向开关的输入信号,两个正负反相的方波信号分别连接CD4016的选通端,在CD4016的输出端可得到与变压器原边逆变器输出信号同步且倍频的锯齿形载波信号。
图3为本发明所设计的逆变器输出检出及复位方波的产生电路。逆变器信号侧表示从高频链变压器原边逆变器输出的信号,该信号经信号变压器T1检测后送入AMP运放U1处理,再送入U2处理后得到一标记为“方波检出以备变换”的方波信号,同时U1输出的信号分别送入U3和U4后得到两个具有方波特征但相位相反的信号即图2中所提及的正向及反向方波,本图中分别标记为“复位方波之一”和“复位方波之二”。
图4为本发明所设计的方波-三角波变换电路。图中单元U5用来完成方波向三角波的变换工作,单元U6则将变换所得的三角波进行电平调整,使其正负幅值对称,单元U7再次对U6所产生的正负对称的三角波进行反向。特别的是和普通的方波-三角波变换不同,在单元U5的周围器件中引进了D1、R18与D2、R17两组元件,其前者组用来控制电容C1充电的速度,其后者组则用来控制电容C1放电的速度。通过独立的充电控制和放电控制的配合可以有效克服方波占宽比的非平分性,使得三角波的两边上升和下降的速度可控,保证三角波的零位线稳定。图中将具有三角波特征的分别有正负两种斜率的信号标记为“正对称的三角波”和“负对称的三角波”。
图5为本发明所设计的三角波输入同步且倍频的锯齿形载波发生电路。将前述产生的“复位方波之一”、“复位方波之二”、“正对称的三角波”和“负对称的三角波”分别作为两组双向开关的选通控制和输入信号,则可以在双向开关的输出端得到与检测逆变器输出的方波信号同步且倍频的锯齿波载波信号。图中U8A的标记1处为信号输入端、标记13处为选通控制端、标记2处为输出端。图中U8B的标记4处为信号输入端、标记5处为选通控制端、标记3处为输出端。该电路中的两个选通信号和两个三角波信号对于双向开关CD4016具有组合特征,从而保证输出的锯齿波的斜率取向。
Claims (3)
1.一种高频链矩阵式逆变器同步且倍频的锯齿形载波发生电路,涉及一种锯齿形载波信号发生电路,其特征在于包括逆变器方波检测与整形电路、方波三角波变换电路、电平调整电路、双向开关的选通触发及倍频锯齿波产生电路,其中逆变器方波检测与整形电路对高频链变压器原边的高频方波逆变电路通过信号变压器进行信号检测,并将检测所得方波通过运放环节进行整形和正反向处理,得到一组正负互补的复位方波和一个变换用方波,方波三角波变换电路是将变换用方波通过运放环节转换成三角波,电平调整电路将前述三角波进行调整得到正负幅值对称的正斜率三角波,同时该对称的三角波通过反相器反向得到负斜率三角波,双向开关的选通触发及倍频锯齿波产生电路中将两个正负斜率三角波信号分别作为双向开关CD4016的输入信号,两个正负反相的方波信号分别连接CD4016的选通端,在CD4016的输出端可得到与变压器原边逆变器输出信号同步且倍频的锯齿形载波信号。
2.根据权利要求1所述的高频链矩阵式逆变器同步且倍频的锯齿形载波发生电路,其特征在于:在方波三角变换电路环节通过独立的充电控制和放电控制的配合可以有效克服方波占宽比的非平分性,使得三角波的两边上升和下降的速度可控,保证三角波的零位线稳定。
3.根据权利要求1所述的高频链矩阵式逆变器同步且倍频的锯齿形载波发生电路,其特征在于:双向开关的选通触发及倍频锯齿波产生电路中的两个选通信号和两个三角波信号对于双向开关4016具有组合特征,从而保证输出的锯齿波的斜率取向。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN200910175246A CN101702588A (zh) | 2009-11-20 | 2009-11-20 | 高频链矩阵式逆变器同步且倍频的锯齿形载波发生电路 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN200910175246A CN101702588A (zh) | 2009-11-20 | 2009-11-20 | 高频链矩阵式逆变器同步且倍频的锯齿形载波发生电路 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
CN101702588A true CN101702588A (zh) | 2010-05-05 |
Family
ID=42157487
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
CN200910175246A Pending CN101702588A (zh) | 2009-11-20 | 2009-11-20 | 高频链矩阵式逆变器同步且倍频的锯齿形载波发生电路 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
CN (1) | CN101702588A (zh) |
Cited By (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN102148581A (zh) * | 2011-04-20 | 2011-08-10 | 黑龙江科技学院 | 一种基于锯齿波的位置反相交叉的多载波tpwm调制方法 |
CN102931734A (zh) * | 2011-08-08 | 2013-02-13 | 富达通科技股份有限公司 | 高功率感应式电源供应器及其中的双相解码的方法 |
WO2016024223A1 (en) | 2014-08-13 | 2016-02-18 | Inesc Porto- Instituto De Engenharia De Sistemas E Computadores Do Porto | Ac/dc converter with three to single phase matrix converter, full-bridge ac/dc converter and hf transformer |
CN105915095A (zh) * | 2016-05-06 | 2016-08-31 | 燕山大学 | Lc串联谐振高频链矩阵式逆变器拓扑及其谐振调制方法 |
CN112019062A (zh) * | 2020-09-11 | 2020-12-01 | 南京力骏新能源储能研究院有限公司 | 能实现能量回馈的正弦波高频链三电平锂电池逆变装置 |
-
2009
- 2009-11-20 CN CN200910175246A patent/CN101702588A/zh active Pending
Cited By (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN102148581A (zh) * | 2011-04-20 | 2011-08-10 | 黑龙江科技学院 | 一种基于锯齿波的位置反相交叉的多载波tpwm调制方法 |
CN102931734A (zh) * | 2011-08-08 | 2013-02-13 | 富达通科技股份有限公司 | 高功率感应式电源供应器及其中的双相解码的方法 |
WO2016024223A1 (en) | 2014-08-13 | 2016-02-18 | Inesc Porto- Instituto De Engenharia De Sistemas E Computadores Do Porto | Ac/dc converter with three to single phase matrix converter, full-bridge ac/dc converter and hf transformer |
US9973107B2 (en) | 2014-08-13 | 2018-05-15 | Inesc Tec—Instituto de Engenharia de Sistemas | AC/DC converter with three to single phase matrix converter, full-bridge AC/DC converter and HF transformer |
CN105915095A (zh) * | 2016-05-06 | 2016-08-31 | 燕山大学 | Lc串联谐振高频链矩阵式逆变器拓扑及其谐振调制方法 |
CN112019062A (zh) * | 2020-09-11 | 2020-12-01 | 南京力骏新能源储能研究院有限公司 | 能实现能量回馈的正弦波高频链三电平锂电池逆变装置 |
CN112019062B (zh) * | 2020-09-11 | 2021-08-13 | 南京力骏新能源储能研究院有限公司 | 能实现能量回馈的正弦波高频链三电平锂电池逆变装置 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CN101409507B (zh) | 基于载波调制的双级矩阵变换器的死区补偿方法及其装置 | |
CN103078522B (zh) | 一种电容充电用ac-dc串联谐振矩阵变换器控制装置的控制方法 | |
CN201430540Y (zh) | 一种基于dsp加fpga的z源逆变器控制系统 | |
CN103312165B (zh) | 一种高频多相交错式变换装置及控制方法 | |
CN102074974A (zh) | 消除单极性控制单相并网逆变器并网电流过零点畸变的装置及方法 | |
CN103199682A (zh) | 基于mmc的柔性直流输电换流器谐波及损耗计算方法 | |
CN101702588A (zh) | 高频链矩阵式逆变器同步且倍频的锯齿形载波发生电路 | |
CN103490652B (zh) | 载波移相脉宽调制方法 | |
CN104753377A (zh) | 一种基于桥式模块化开关电容的多电平逆变器 | |
CN202931222U (zh) | 一种逆变电源控制装置 | |
CN103618336B (zh) | 整流式高频链并网逆变器的输出数字调制电路及控制系统 | |
CN103439543A (zh) | 实现电流直流偶次谐波、次谐波、奇次谐波的装置和方法 | |
CN201663560U (zh) | 高频链矩阵式逆变器同步且倍频的锯齿形载波发生电路 | |
CN105703651A (zh) | 并网逆变器并联系统及控制方法 | |
CN101692599B (zh) | 光伏发电系统最大功率点跟踪的阻抗匹配控制方法 | |
CN202004661U (zh) | 一种稀土超磁致伸缩换能器驱动电源 | |
CN104167948A (zh) | 一种微型光伏并网逆变器的变频软开关控制方法 | |
CN203396801U (zh) | 实现电流谐波的装置和电能表误差影响量的检定试验装置 | |
CN104065070A (zh) | 一种基于延时补偿的数字单周期方法控制有源电力滤波器 | |
CN204190642U (zh) | 基于电流跟踪控制的负载相位调节器 | |
Khan et al. | Evaluation of Various Leakage Current Paths with Different Switching Conditions | |
CN103441693B (zh) | 一种并网型光伏发电微型逆变器及其控制方法 | |
CN204639420U (zh) | 高中频逆变电阻焊电源 | |
CN103475256B (zh) | 一种电压源型非对称脉冲变换器及其输出脉冲的控制方法 | |
CN103684032B (zh) | 一种复合脉冲发生电路 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
C06 | Publication | ||
PB01 | Publication | ||
C10 | Entry into substantive examination | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
C02 | Deemed withdrawal of patent application after publication (patent law 2001) | ||
WD01 | Invention patent application deemed withdrawn after publication |
Application publication date: 20100505 |