CN103746588A - 复合式逆变器 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了复合式逆变器，它包括输入电压、并联在输入电压正负极之间的电容C1，输入电压的正极上并联有MOS管Q1、MOS管Q3和MOS管Q5的漏极，MOS管Q1的源极与MOS管Q2的漏极相连，MOS管Q3的源极与MOS管Q4的漏极相连，MOS管Q5的源极与MOS管Q6的漏极相连，MOS管Q2、MOS管Q4和MOS管Q6的源极与输入电压的负极相连；MOS管Q1的源极与MOS管Q2的漏极之间依次通过电感L2、电容C2和电感L3连接在MOS管Q5的源极和MOS管Q6的漏极之间，MOS管Q3的源极与MOS管Q4的漏极之间依次通过电感L1、电容C2和电感L3连接在MOS管Q5的源极和MOS管Q6的漏极之间，MOS管Q1的源极与MOS管Q2的漏极之间依次通过电感L2、电容C2和电感L3连接在MOS管Q5的源极和MOS管Q6的漏极之间，电容C2上并联有负载R1。

Description

复合式逆变器
技术领域
本发明涉及逆变器，尤其涉及复合式逆变器。
背景技术
逆变器，英文inverter，是一种电源转换装置，可将12V或24V的直流电转换成230V、50Hz交流电或其它类型的交流电。它输出的交流电可用于各类设备.最大限度地满足移动供电场所或无电地区用户对交流电源的需要。三相逆变器是电力用大功率逆变电源，主要用于军队；通信；工厂和企业不间断电源系统，普通的三相逆变器经过MOS管的电流较大，发热量较高，MOS管的功耗较高，这样一来MOS管的寿命就会大大缩短；而且普通的三相逆变器输出的波形含有相当多的高次谐波，会给负载造成很大的负面影响，也会给电网上的市电带来杂波污染，必须要对这些逆变器进行改良使其输出波形得到改善。
发明内容
本发明的创新是在现有全桥逆变器的基础上加一个桥臂，通过控制信号改变任意两个桥臂的输出相差180°相位，从而减小输出的纹波。同时由于增加的一组桥臂，达到了分流效果，减小了开光管的损耗，为此提供一种减小输出纹波，减小损耗，提高工作效率的复合式逆变器。
本发明的技术方案是：复合式逆变器，它包括输入电压、并联在输入电压正负极之间的电容C1，所述输入电压的正极上并联有MOS管Q1、MOS管Q3和MOS管Q5的漏极，所述MOS管Q1的源极与MOS管Q2的漏极相连，所述MOS管Q3的源极与MOS管Q4的漏极相连，所述MOS管Q5的源极与MOS管Q6的漏极相连，所述MOS管Q2、MOS管Q4和MOS管Q6的源极与输入电压的负极相连；
所述MOS管Q1的源极与MOS管Q2的漏极之间依次通过电感L2、电容C2和电感L3连接在MOS管Q5的源极和MOS管Q6的漏极之间，所述MOS管Q3的源极与MOS管Q4的漏极之间依次通过电感L1、电容C2和电感L3连接在MOS管Q5的源极和MOS管Q6的漏极之间，所述电容C2上并联有负载R1。
上述方案中所述MOS管Q1、MOS管Q2、MOS管Q3、MOS管Q4、MOS管Q5和MOS管Q6都是N沟道型MOS管。
本发明的有益效果是利用三个半桥电路，改变其中的一个全桥电路的输出波形的相位使其与前一个全桥电路的差值为180°，从而在叠加的时候达到高次谐波相消的作用，使输出谐波含量大大减少。增加了的一组桥臂可达到分流的作用，减小开关管的损耗，增加逆变效率。
附图说明
图1是本发明示意图；
图2是第一使用状态图；
图3是第二使用状态图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明做进一步说明。
如图1所示，本发明包括输入电压、并联在输入电压正负极之间的电容C1，所述输入电压的正极上并联有MOS管Q1、MOS管Q3和MOS管Q5的漏极，所述MOS管Q1的源极与MOS管Q2的漏极相连，所述MOS管Q3的源极与MOS管Q4的漏极相连，所述MOS管Q5的源极与MOS管Q6的漏极相连，所述MOS管Q2、MOS管Q4和MOS管Q6的源极与输入电压的负极相连；
所述MOS管Q1的源极与MOS管Q2的漏极之间依次通过电感L2、电容C2和电感L3连接在MOS管Q5的源极和MOS管Q6的漏极之间，所述MOS管Q3的源极与MOS管Q4的漏极之间依次通过电感L1、电容C2和电感L3连接在MOS管Q5的源极和MOS管Q6的漏极之间，所述电容C2上并联有负载R1。
本发明在现有全桥逆变器的基础上加一个桥臂，通过控制信号改变任意两个桥臂的输出相差180°相位，从而减小输出的纹波。而且由于增加的一组桥臂，达到了分流的效果，减小了开关管的损耗，使管子的发热量减少，降低了管子的工作温度，使管子的工作效率提高了，延长了管子的寿命，同时提高了整个电路的工作效率。
本发明中的MOS管Q1、MOS管Q2、MOS管Q3、MOS管Q4、MOS管Q5和MOS管Q6最好是N沟道型MOS管，这样输入阻抗较高，不需要吸收电流，不必考虑电流的负载问题。
本发明中MOS管Q1和MOS管Q3所在线路可以看做第一支臂和第二支臂，MOS管Q6所在线路可以看做是主臂，当主臂上的功率管Q6的电流为I，两个支臂Q1、Q3上的电流均为0.5I。主臂Q6上的功耗为                                                
Figure 2013107297476100002DEST_PATH_IMAGE001
，支臂上的总功耗为，主、支臂上的总功耗和为
Figure 2013107297476100002DEST_PATH_IMAGE003
。普通的未加支臂时全桥逆变器的总功耗为
Figure 786338DEST_PATH_IMAGE004
，显然改用新技术的功耗减少了。两个支臂上的功率管的电流汇合到主臂上的功率管，支臂上的功耗就变成了主臂上的1/4。这样就减少了管子的功耗，使管子的发热量减少，降低了管子的工作温度，使管子的工作效率提高了，延长了管子的寿命。
该款逆变器的开关功耗同样小于普通逆变器的开关功耗。当Q1、Q3中任意一个，且设Q3输出的波形被相移180°后，与Q1叠加，在负载上的电压达到倍频的效果。
本发明的工作原理如下：首先控制信号ctr1、ctr3和ctr6打开Q1、Q3和Q6，而ctr2、ctr4、ctr5则控制Q2、Q4、Q5为关闭状态。在电流经过L1，L2通过R1、L3和Q6形成回路，这样在负载R1上会有一个电压信号即为输出，电流的流向具体见图2。
然后控制信号ctr2、ctr4、和ctr5打开Q2、Q4和Q5，而ctr1、ctr3和ctr6关断Q1、Q3和Q6。电流经过L1，L2通过R1、L3和Q5形成回路，这样在负载R1上会又有一个电压信号即为输出。不过此时的电压信号和刚才的输出电压信号的方向刚好相反。具体电流流向见图3。
它的基本原理是第一级和第三级合成一个单相全桥逆变器，称为DA1，第二级和第三级合成一个单相全桥逆变器，称为DA2。DA1和DA2会产生电流然后叠加，在负载上产生输出电压。DA2输出的电流信号会因为控制信号给的与DA1不一样，会在DA1的基础上产生180°的相移，DA1与DA2叠加后高次谐波就会被相互抵消，从而达到减小高次谐波的作用。第一级就是Q1、Q2所在线路，第二级就是Q3、Q4所在线路，第三级就是Q5、Q6所在线路。
上面结合附图对本发明进行了示例性描述，显然本发明具体实现并不受上述方式的限制，只要采用了本发明的方法构思和技术方案进行的各种非实质性的改进，或未经改进将本发明的构思和技术方案直接应用于其它场合的，均在本发明的保护范围之内。

Claims (2)

1.复合式逆变器，其特征是它包括输入电压、并联在输入电压正负极之间的电容C1，所述输入电压的正极上并联有MOS管Q1、MOS管Q3和MOS管Q5的漏极，所述MOS管Q1的源极与MOS管Q2的漏极相连，所述MOS管Q3的源极与MOS管Q4的漏极相连，所述MOS管Q5的源极与MOS管Q6的漏极相连，所述MOS管Q2、MOS管Q4和MOS管Q6的源极与输入电压的负极相连；
所述MOS管Q1的源极与MOS管Q2的漏极之间依次通过电感L2、电容C2和电感L3连接在MOS管Q5的源极和MOS管Q6的漏极之间，所述MOS管Q3的源极与MOS管Q4的漏极之间依次通过电感L1、电容C2和电感L3连接在MOS管Q5的源极和MOS管Q6的漏极之间，所述电容C2上并联有负载R1。
2.如权利要求1所述的复合式逆变器，其特征是所述MOS管Q1、MOS管Q2、MOS管Q3、MOS管Q4、MOS管Q5和MOS管Q6都是N沟道型MOS管。
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