CN106787909A - 一种逆变电路和开关电源 - Google Patents

一种逆变电路和开关电源 Download PDF

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Abstract

一种逆变电路和开关电源，电路包括：与输入直流电源母线相连的母线滤波电容组；与母线滤波电容组相连的逆变桥电路；逆变桥电路包括：逆变桥；第一端与逆变桥的第一输出端相连、第二端与第一节点相连的第三电容；第一端与第一节点相连、第二端与逆变桥的第二输出端相连的第四电容；第一节点与母线滤波电容组相连。逆变桥的输出端通过第三、第四电容与电源母线、耦合形成回路，由于电源母线的输入信号的辐射发射和传导较低，使得逆变桥输出端输出的辐射发射和传导会经由该回路传递至母线上，进而降低了逆变电路输出信号中的辐射发射和传导幅值。并且相较于现有技术中采用的EMI滤波器元器件而言，其体积第三电容和第四电容的体积较小且价格低廉。

Description

一种逆变电路和开关电源
技术领域
本发明涉及电子电路技术领域，具体涉及一种共用直流母线的逆变电路和开关电源。
背景技术
为了简化供电电路，现在很多设备、机器同时共用同一直流母线，由于不同的负载所需的供电参数不同，因此，该直流母线需要同时具备多路输出，一分别驱动各个负载，其中，多路输出的功能通常通过共用直流母线双逆变电路来实现。
共用直流母线双逆变电路如图1所示，当输入Vdc电压较高时，如图2所述母线滤波电容C1会用两个电容串联增大耐压来设计，其中母线滤波电容C1、C2公共端的电压即为Vdc电压一半。
图1和图2中的晶体管开关(S1-S8)在工作时，会以较高的频率通断，这样就会带来很高电磁兼容的辐射发射和传导问题。现在很多设备、机器都要求过认证，不管是国内认证，还是国外认证，都对设备、机器的电磁兼容有要求和相应标准，所以降低设备、机器电磁兼容的辐射发射和传导，让其符合相应标准，是每个设备、机器必须做到的。
现有技术中，为了降低设备的电磁兼容的辐射发射和传导，通常是通过在交流输出1、交流输出2加较多EMI滤波器元器件，包括加一些昂贵的磁环等来降低辐射发射和传导，因此，会存在增大设备体积和提高设备成本的问题。
因此如何在有效控制设备成本和体积的基础上，降低设备的电磁兼容的辐射发射和传导成为本领域技术人员亟待解决的技术问题之一。
发明内容
有鉴于此，本发明实施例提供一种逆变电路和开关电源，以实现在有效控制设备成本和体积的基础上，降低设备的电磁兼容的辐射发射和传导成为本领域技术人员亟待解决的技术问题之一。
为实现上述目的，本发明实施例提供如下技术方案：
一种逆变电路，包括：
与输入直流电源母线相连的母线滤波电容组；
与所述母线滤波电容组相连的至少一个逆变桥电路；
所述逆变桥电路包括：
逆变桥；
第一端与所述逆变桥的第一输出端相连、第二端与第一节点相连的第三电容；
第一端与所述第一节点相连、第二端与所述逆变桥的第二输出端相连的第四电容；
所述第一节点与所述母线滤波电容组相连。
优选的，上述逆变电路中，还包括：
设置在所述逆变桥的第一输出端与所述第三电容之间的第一电感，所述第一电感和所述第三电容的公共端作为所述逆变桥电路的第一输出端；
设置在所述逆变桥的第二输出端与所述第四电容之间的第二电感，所述第二电感和所述第四电容的公共端作为所述逆变桥电路的第二输出端。
优选的，上述逆变电路中，所述滤波电容组包括第一母线滤波电容；
所述第一节点与所述第一母线滤波电容的负极相连。
优选的，上述逆变电路中，所述滤波电容组包括串联的第一母线滤波电容和第二母线滤波电容；
所述第一节点与所述第一母线滤波电容和第二母线滤波电容的公共端相连。
优选的，上述逆变电路中，所述逆变桥电路的数量为2。
优选的，上述逆变电路中，所述第三电容和第四电容的规格相同，且所述第三电容和第四电容的耐压值不小于所述逆变电路的输出电压值。
优选的，上述逆变电路中，所述第三电容和第四电容为安规电容或X电容。
优选的，上述逆变电路中，所述逆变桥包括：
第一开关管、第二开关管、第三开关管、第四开关管(4个开关管都一样，名字应该没什么讲究，取一样是不是好点，都叫“第一开关管、第二开关管、第三开关管、第四开关管”)、第一二极管、第二二极管、第三二极管和第四二极管；
所述第一开关管的第一端与所述母线滤波电容组的正极相连、第二端与所述第三开关管的第一端相连；
所述第三开关管的第二端与所述母线滤波电容组的负极相连，所述第一开关管和第三开关管的公共端作为所述逆变桥的第一输出端；
所述第二开关管的第一端与所述母线滤波电容组的正极相连、第二端与所述第四开关管的第一端相连；
所述第四开关管的第二端与所述母线滤波电容组的负极相连，所述第二开关管和第四开关管的公共端作为所述逆变桥的第二输出端；
所述第一二极管与所述第一开关管反向并联、所述第二二极管与所述第二开关管反向并联、所述第三二极管与所述第三开关管反向并联、所述第四二极管与所述第四开关管反向并联。
一种开关电源，包括上述任意一项所述的逆变电路。
基于上述技术方案，本发明实施例提供的逆变电路和开关电源，将逆变桥的第一输出端的输出信号和第二输出端输出的信号通过第三电容和第四电容与电源母线输入信号耦合，由于电源母线的输入信号的辐射发射和传导较低，因此，会直接拉低所述第一输出端的输出信号和第二输出端输出的信号中的辐射发射和传导幅值，并且逆变桥输出的信号中的上辐射发射和传导通过第三电容和第四电容与电源母线形成回路，且此回路路径较小。使得，所述辐射发射和传导经第三电容和第四电容传递至电源母线端，进而降低了逆变电路输出信号中的辐射发射和传导幅值，并且相较于现有技术中采用的EMI滤波器元器件而言，其体积第三电容和第四电容的体积较小且价格低廉，因此，电路体积小且成本较低。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。
图1为现有技术中一种逆变电路的结构示意图；
图2为现有技术中另一种逆变电路的结构示意图
图3为本申请实施例公开的逆变电路的结构示意图；
图4为本申请另一实施例公开的逆变电路的结构示意图；
图5为本申请另一实施例公开的逆变电路的结构示意图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
为了解决上述问题，本申请公开了一种逆变电路，参见图3，该电路可以包括：母线滤波电容组100和至少一个逆变桥电路200；
其中，所述母线滤波电容组100与输入直流电源母线相连；
所述逆变桥电路200与所述母线滤波电容组100相连；
所述逆变桥电路200可以包括：逆变桥210、第三电容C3和第四电容C4；
其中，逆变桥210用于将母线上的直流电信号逆变为交流电信号，所述逆变桥210的具体设计方式可以参见现有技术中常规的逆变桥，例如，参见图4-5，所述逆变桥210可以包括：
第一开关管S1、第二开关管S2、第三开关管S3、第四开关管S4、第一二极管D1、第二二极管D2、第三二极管D3和第四二极管D4；
所述第一开关管S1的第一端与所述母线滤波电容组100的正极相连、第二端与所述第三开关管S3的第一端相连；
所述第三开关管S3的第二端与所述母线滤波电容组100的负极相连，所述第一开关管S1和第三开关管S3的公共端作为所述逆变桥210的第一输出端；
所述第二开关管S2的第一端与所述母线滤波电容组100的正极相连、第二端与所述第四开关管S4的第一端相连；
所述第四开关管S4的第二端与所述母线滤波电容组100的负极相连，所述第二开关管S2和第四开关管S4的公共端作为所述逆变桥210的第二输出端；
其中，所述第一至第四开关管的类型可以依据用户需求自行选择，例如，其可以为MOS管或三极管等，所述第一二极管D1与所述第一开关管S1反向并联、所述第二二极管D2与所述第二开关管S2反向并联、所述第三二极管D3与所述第三开关管S3反向并联、所述第四二极管D4与所述第四开关管S4反向并联；所述第一至第四开关管的控制端与控制器相连，所述控制器依据预设规则向所述第一至第四开关管输出用于控制所述第一至第四开关管通断的控制信号，所述第一至第四开关管依据控制器输出的控制信号控制自身通断，进而将直流电信号转变为交流电信号；
所述第三电容C3的第一端与所述逆变桥210的第一输出端相连、第二端与第一节点0相连；
所述第四电容C4第一端与所述第一节点0相连、第二端与所述逆变桥210的第二输出端相连；
所述第一节点0与所述母线滤波电容组100相连。
在测试设备的辐射发射和传导时，测试的是设备输出的辐射发射和传导，而不用测试设备输入的辐射发射和传导，
上述电路中，逆变桥的第一输出端的输出信号和第二输出端输出的信号通过电容C3和C4与电源母线输入信号耦合，由于电源母线的输入信号的辐射发射和传导较低，因此，会直接拉低所述第一输出端的输出信号和第二输出端输出的信号中的辐射发射和传导幅值，另外，逆变桥输出的由和产生的输出信号上辐射发射和传导通过第三电容和第四电容与电源母线形成回路，使得辐射发射和传导经第三电容传递至电源母线段，进而降低了逆变电路输出端输出的辐射发射和传导幅值，并且相较于现有技术中采用的EMI滤波器元器件而言，其体积电容C3和C4的体积较小且价格低廉，因此，电路体积小且成本较低。
在本申请另一实施例公开的技术方案中，为了保证所述逆变电路输出的信号的稳定性，上述逆变电路中还需设置有滤波电感，参见图4和图5，上述电路还可以包括：
设置在所述逆变桥210的第一输出端与所述第三电容C3之间的第一电感L1，所述第一电感L1和所述第三电容C3的公共端作为所述逆变桥电路200的第一输出端；
设置在所述逆变桥210的第二输出端与所述第四电容C4之间的第二电感L2，所述第二电感L2和所述第四电容C4的公共端作为所述逆变桥电路210的第二输出端。
在本申请上述实施例公开的技术方案中，所述滤波电容组的具体设置方式可以依据电源母线所提供的母线电压自行设置，例如，参见图4，其可以仅由第一母线滤波电容C1组成，此时所述第一节点0与所述第一母线滤波电容C1的负极相连。当然，如果电源母线提供的电压较高时，参见图5所述滤波电容组可以由串联的第一母线滤波电容C1和第二母线滤波电容C2组成，此时，由于电容C1和C2的公共端，有对称电容匹配，共模特性好，因此，优选的，将所述第一节点与所述第一母线滤波电容和第二母线滤波电容的公共端相连。
本申请上述实施例公开的方案中，所述逆变电路中逆变桥电路的数量可以依据用户需求自行设定，例如，其可以为2，即参见图4和图5，上述逆变电路中可以包括两个逆变桥电路。
在本申请一实施例公开的技术方案中，所述第三电容和第四电容的规格相同，其具体类型可以依据用户需求自行选择，例如，其可以为安规电容或X电容，且为了防止所述第三电容和第四电容被击穿，所述第三电容和第四电容的耐压值不小于所述逆变电路的输出电压值，例如，如果所述逆变电路的输出端输出的电压为220V，则所述第三电容和第四电容的耐压值可以为275V。
对应于上述逆变电路，本申请还公开了一种开关电源，该开关电源内配置有本申请上述任意一项实施例公开的逆变电路。
本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。对于实施例公开的装置而言，由于其与实施例公开的方法相对应，所以描述的比较简单，相关之处参见方法部分说明即可。
对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (9)

1.一种逆变电路，其特征在于，包括：
与输入直流电源母线相连的母线滤波电容组；
与所述母线滤波电容组相连的至少一个逆变桥电路；
所述逆变桥电路包括：
逆变桥；
第一端与所述逆变桥的第一输出端相连、第二端与第一节点相连的第三电容；
第一端与所述第一节点相连、第二端与所述逆变桥的第二输出端相连的第四电容；
所述第一节点与所述母线滤波电容组相连。
2.根据权利要求1所述的逆变电路，其特征在于，还包括：
设置在所述逆变桥的第一输出端与所述第三电容之间的第一电感，所述第一电感和所述第三电容的公共端作为所述逆变桥电路的第一输出端；
设置在所述逆变桥的第二输出端与所述第四电容之间的第二电感，所述第二电感和所述第四电容的公共端作为所述逆变桥电路的第二输出端。
3.根据权利要求1所述的逆变电路，其特征在于，所述滤波电容组包括第一母线滤波电容；
所述第一节点与所述第一母线滤波电容的负极相连。
4.根据权利要求1所述的逆变电路，其特征在于，所述滤波电容组包括串联的第一母线滤波电容和第二母线滤波电容；
所述第一节点与所述第一母线滤波电容和第二母线滤波电容的公共端相连。
5.根据权利要求1所述的逆变电路，其特征在于，所述逆变桥电路的数量为2。
6.根据权利要求1所述的逆变电路，其特征在于，所述第三电容和第四电容的规格相同，且所述第三电容和第四电容的耐压值不小于所述逆变电路的输出电压值。
7.根据权利要求1所述的逆变电路，其特征在于，所述第三电容和第四电容为安规电容或X电容。
8.根据权利要求1所述的逆变电路，其特征在于，所述逆变桥包括：
第一开关管、第二开关管、第三开关管、第四开关管(4个开关管都一样，名字应该没什么讲究，取一样是不是好点，都叫“第一开关管、第二开关管、第三开关管、第四开关管”)、第一二极管、第二二极管、第三二极管和第四二极管；
所述第一开关管的第一端与所述母线滤波电容组的正极相连、第二端与所述第三开关管的第一端相连；
所述第三开关管的第二端与所述母线滤波电容组的负极相连，所述第一开关管和第三开关管的公共端作为所述逆变桥的第一输出端；
所述第二开关管的第一端与所述母线滤波电容组的正极相连、第二端与所述第四开关管的第一端相连；
所述第四开关管的第二端与所述母线滤波电容组的负极相连，所述第二开关管和第四开关管的公共端作为所述逆变桥的第二输出端；
所述第一二极管与所述第一开关管反向并联、所述第二二极管与所述第二开关管反向并联、所述第三二极管与所述第三开关管反向并联、所述第四二极管与所述第四开关管反向并联。
9.一种开关电源，其特征在于，包括权利要求1-8任意一项所述的逆变电路。
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