CN109039131A - 一种单级逆变器的控制电路 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及逆变器技术领域，具体公开了一种单级逆变器的控制电路，包括高频逆变电路、变压器隔离驱动电路、高频隔离变压器、同步整流和周波换相复合功能电路、同步整流和周波换相开关管驱动电路、功能选择开关电路、光耦隔离电路、变压器隔离电路、单级逆变控制电路、高频滤波电路、电流检测电路、电压检测电路、全波整流电路、辅助电源电路、直流电源、第一交流输出端以及第二交流输出端。实施本发明的有益效果在于：相比现有采用带高压侧浮栅驱动功能的芯片或采用昂贵的高速驱动光耦的驱动方式，驱动可靠性高，成本低，驱动速度快，效率高；逆变开关管得到较好的保护，避免因过高的感生电压而损坏。

Description

一种单级逆变器的控制电路
技术领域
本发明涉及逆变器技术领域，尤其涉及一种单级逆变器的控制电路。
背景技术
逆变器是把直流电能(蓄电池或蓄电池组)转变成交流电的一种电能变换装置。单相逆变器的输出交流电压一般设置为120V或220V，而蓄电池或蓄电池组的端电压在多数情况下低于设置的输出交流电压，因此，常规逆变器需要有低压直流转换为高压直流和高压直流转换为高压交流的两级转换装置，这种两级转换装置的电路结构复杂，使用的功率开关器件多，成本高，且逆变器中能量转换通路的阻抗高，使得能量在转换过程中损失较大，逆变器的转换效率较低。
现有逆变器的高频逆变功率开关管一般也采用桥式结构，而逆变桥的功率管大多数采用带高压侧浮栅驱动功能的芯片驱动。由于高压场效应管的栅极和漏极之间存在密勒效应，带高压侧浮栅驱动功能的芯片驱动高压场效应管，其可靠性不高，容易损坏，安全性不高。逆变桥的功率管也可以采用高速驱动光耦来驱动，但高速驱动光耦价格昂贵，且开关速度仍然不是很高，功率管的损耗较大，逆变效率低。
现有逆变器也采用单级逆变拓扑结构，如工频隔离型光伏逆变器，该类单级逆变器先将高压直流逆变成交流后用工频变压器隔离输出，但工频变压器体积大，逆变转换效率低，不能满足节能、小型化等要求。
采用单级高频链的现有逆变器的周波开关一般采用双向开关，控制逻辑复杂，双向开关不能比前级逆变开关管(逆变桥的功率管)先导通和后关断，否则会导致高频变压器磁通短路而损坏逆变器，如果双向开关比前级逆变开关延迟导通和先关断，则高频变压器的能量将有一部分无法转换到输出，将会在前级逆变开关管的两端感生出高压而使逆变开关管损坏。
发明内容
本发明提供一种单级逆变器的控制电路，解决的技术问题是：常规逆变器电路结构复杂、开关器件多、成本高、能量损失大、效率低；以及，现有逆变器功率管的高压侧浮栅驱动方式可靠性低、容易损坏、安全性不高，或高速驱动光耦驱动方式价格昂贵，开关速度仍然不是很高，功率管的损耗较大，逆变效率低；以及，采用单级逆变拓扑结构的现有单级逆变器，体积大，逆变转换效率低，不能满足节能、小型化等要求；以及，采用单级高频链的逆变功率管因周波双向开关易产生过高的感生电压而被损坏。
为解决以上技术问题，本发明提供一种单级逆变器的控制电路，包括高频逆变电路、变压器隔离驱动电路、高频隔离变压器、同步整流和周波换相复合功能电路、同步整流和周波换相开关管驱动电路、功能选择开关电路、光耦隔离电路、变压器隔离电路、单级逆变控制电路、高频滤波电路、电流检测电路、电压检测电路、全波整流电路、辅助电源电路、直流电源、第一交流输出端以及第二交流输出端；
所述直流电源连接所述高频逆变电路及所述辅助电源电路，所述高频逆变电路依次连接所述高频隔离变压器、所述同步整流和周波换相复合功能电路、所述高频滤波电路，所述同步整流和周波换相复合功能电路还连接所述同步整流和周波换相开关管驱动电路；所述功能选择开关电路连接所述同步整流和周波换相开关管驱动电路、所述光耦隔离电路、所述变压器隔离电路以及所述辅助电源电路，所述辅助电源电路还连接所述同步整流和周波换相开关管驱动电路；
所述单级逆变控制电路连接所述光耦隔离电路、所述变压器隔离电路、所述变压器隔离驱动电路、所述全波整流电路，所述变压器隔离驱动电路连接所述高频逆变电路以及所述辅助电源电路，所述高频滤波电路从所述第一交流输出端输出第一逆变电压；
所述全波整流电路还连接所述电流检测电路以及所述电压检测电路，所述电流检测电路连接所述高频滤波电路并从所述第二交流输出端输出所述第一逆变电压，所述辅助电源电路还连接所述光耦隔离电路、所述变压器隔离电路以及所述全波整流电路；
所述辅助电源电路、所述高频滤波电路、所述电流检测电路、所述电压检测电路、所述全波整流电路、所述光耦隔离电路、所述变压器隔离电路、所述单级逆变控制电路还连接地。
本发明提供的一种单级逆变器的控制电路在工作时，所述单级逆变控制电路输出两路交替工作的高频逆变开关脉冲波(SPWM，正弦脉宽调制)经所述变压器隔离驱动电路而驱动所述高频逆变电路，将所述直流电源逆变并经所述高频隔离变压器隔离转换成需要的高频交变电压，然后输入至所述同步整流和周波换相复合功能电路。
所述同步整流和周波换相复合功能电路的功能由所述功能选择开关电路控制，所述功能选择开关电路接收经所述光耦隔离电路、所述变压器隔离电路传输过来的由所述单级逆变控制电路输出的控制信号，所述光耦隔离电路传输的为周波换相控制信号，所述变压器隔离电路传输的为同步整流控制信号，所述同步整流控制信号的脉冲前沿时序滞后于同步的所述高频逆变开关脉冲的前沿，所述同步整流控制信号的脉冲后沿时序超前于同步的所述高频逆变开关脉冲的后沿，使同步整流功能稳定可靠工作，不会出现高频隔离变压器次级绕组磁通短路现象而损坏逆变器。
所述直流电源逆变并经所述高频隔离变压器转换成的高频交变电压通过同步整流和周波换相复合功能电路后交替转换成脉冲宽度按低频交流电规律变化的脉冲电压，经高频滤波电路滤波后，得到低频的交流电压，实现将直流电源单级逆变成交流的功能。输出的交流电流和输出的交流电压经所述全波整流电路整流成单向脉动信号，所述电流检测电路以及所述电压检测电路分别检测该单向脉动信号，所述单向脉动信号作为所述单级逆变控制电路控制输出交流电流和输出交流电压的控制信号。
优选地，所述高频逆变电路至少包括第一逆变开关管Q1、第二逆变开关管Q2、第一钳位开关管Q3、第二钳位开关管Q4、第一钳位电容C1和第二钳位电容C2；所述高频隔离变压器由第一初级绕组Np1、第二初级绕组Np2、第一次级绕组Ns1和第二次级绕组Ns2，所述第一钳位开关管Q3和所述第一钳位电容C1串联后并接在所述第一初级绕组Np1的两端，所述第二钳位开关管Q4、所述第二钳位电容C2串联后并接在所述第二初级绕组Np2的两端，所述第一逆变开关管Q1的漏极、所述第二钳位开关管Q3的源极和所述第一初级绕组Np1的连接点以及所述变压器隔离驱动电路连接，所述第二逆变开关管Q2的漏极、所述第二钳位开关管Q4的源极和所述第二初级绕组Np2的连接点以及所述变压器隔离驱动电路连接，所述第一逆变开关管Q1的源极、所述第二逆变开关Q2的源极与所述直流电源的负端连接，所述第一逆变开关管Q1的栅极、所述第二逆变开关Q2的栅极、所述第一钳位开关管Q3的栅极、所述第二钳位开关管Q4的栅极和所述变压器隔离驱动电路连接。
优选地，所述同步整流和周波换相复合功能电路包括第一开关管Q5、第二开关管Q6、第三开关管Q7及第四开关管Q8，所述高频滤波电路包括电感L1及电容C3，所述第一开关管Q5的漏极与所述第二开关管Q6的漏极分别连接所述第一次级绕组Ns1的两端，所述第三开关管Q7的漏极、所述第四开关管Q8的漏极分别连接所述第二次级绕组Ns2的两端，所述第一开关管Q5的源极、所述第四开关管Q8的源极共同连接所述电感L1的一端以及所述同步整流和周波换相开关管驱动电路，所述第二开关管Q6的源极、所述第三开关管Q7的源极共同连接所述电容C3的一端后与所述同步整流和周波换相开关管驱动电路、所述电流检测电路以及所述电压检测电路连接，所述第一开关管Q5的栅极、第二开关管Q6的栅极、第三开关管Q7的栅极、第四开关管Q8的栅极与所述同步整流和周波换相开关管驱动电路连接，所述电容C3的另一端、所述电感L1的另一端与所述第一交流输出端连接后与所述电压检测电路连接。
优选地，所述功能选择开关电路采用双路双刀双掷功能选择开关。
优选地，所述单级逆变控制电路的核心控制器件为MCU、ARM或DSP。
具体地，本发明提供的一种单级逆变器的控制电路在工作时，所述单级逆变控制电路输出两路交替工作的高频逆变开关脉冲波(SPWM，正弦脉宽调制)经所述变压器隔离驱动电路而驱动所述第一逆变开关管Q1及所述第二逆变开关管Q2，将所述直流电源逆变并经所述高频隔离变压器隔离转换后在所述第一次级绕组Ns1和第二次级绕组Ns2输出高频交变电压。
在逆变开关管Q1、Q2都关断的时间段内，所述单级逆变控制电路分别在所述第一逆变开关管Q1关断时和所述第二逆变开关管Q2关断时输出窄脉冲经所述变压器隔离驱动电路驱动所述第一钳位开关管Q3和所述第一钳位开关管Q4工作，使所述高频隔离变压器的第一初级绕组Np1和第二初级绕组Np2的因漏感储能被所述第一钳位电容C1和所述第二钳位电容C2吸收，多余的能量回馈到所述直流电源中，使得所述第一逆变开关管Q1、所述第二逆变开关管Q2的两端不会产生漏感引起的高压超过开关管的耐压而被损坏。
所述高频隔离变压器的第一次级绕组Ns1和第二次级绕组Ns2输出高频交变电压接入所述同步整流和周波换相复合功能电路，所述同步整流和周波换相复合功能电路的第一开关管Q5、第二开关管Q6、第三开关管Q7及第四开关管Q8的同步整流功能和周波换相功能由所述双路双刀双掷功能选择开关电路和所述同步整流和周波换相开关管驱动电路控制，控制信号由所述单级逆变控制电路产生，同步整流控制信号经所述变压器隔离电路输入至双路双刀双掷功能选择开关电路，周波换相控制信号经光耦隔离电路输入至双路双刀双掷功能选择开关电路。
在交流电压的正半周，周波换相控制信号使双路双刀双掷功能选择开关电路其中一路双刀始终接高电平，另一路接同步整流信号，经同步整流和周波换相开关管驱动电路驱动同步整流和周波换相复合功能电路的第一开关管Q5、第二开关管Q6、第三开关管Q7及第四开关管Q8，使得第一开关管Q5、第四开关管Q8始终导通，而第二开关管Q6、第三开关管Q7交替同步整流，则所述高频隔离变压器的次级绕组Ns1和Ns2的交替工作的脉冲被整流成正脉冲并叠加在一起形成脉宽随交流电压变化的正半周SPWM脉冲，经所述高频滤波电路滤波后得到正半周交流电压输出到所述第一交流输出端和第二交流输出端；在交流电压的负半周，周波换相控制信号使双路双刀双掷功能选择开关电路其中一路双刀始终接同步整流信号，另一路始终接高电平，经所述同步整流和周波换相开关管驱动电路驱动所述同步整流和周波换相复合功能电路的第一开关管Q5、第二开关管Q6、第三开关管Q7及第四开关管Q8，使得第二开关管Q6、第三开关管Q7始终导通，而第一开关管Q5、第四开关管Q8交替同步整流，则高频隔离变压器的次级绕组Ns1和Ns2的交替工作的脉冲被整流成负脉冲并叠加在一起形成脉宽随交流电压变化的负半周SPWM脉冲，经所述高频滤波电路滤波后得到负半周交流电压与正半周交流电压合成后输出到所述第一交流输出端和第二交流输出端形成波形完整的交流电压。
本发明提供的一种单级逆变器的控制电路，其同步整流和周波换相复合功能电路包括同步开关管和周波换相开关管，并采用变压器隔离驱动电路来驱动开关管，相比现有采用带高压侧浮栅驱动功能的芯片或采用昂贵的高速驱动光耦的驱动方式，驱动可靠性高，成本低，驱动速度快，效率高；其高频逆变电路包括钳位开关管和钳位电容，钳位开关管在逆变开关管全部关断的时间段内工作，使得逆变开关管在关断瞬间因高频隔离变压器初级绕组漏感能量被钳位电容吸收，多余的能量回馈到直流电源中，因而逆变开关管得到较好的保护，避免因过高的感生电压而损坏；相比采用单级逆变拓扑结构的现有单级逆变器，体积小，逆变转换效率高，能够满足节能、小型化等要求。总体上，本发明提供的一种单级逆变器的控制电路，比常规逆变器的控制电路结构更简单、开关器件少、成本低、能量损失小、逆变效率高。
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，下面将对本发明实施例或现有技术的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一部分实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是本发明实施例提供的一种单级逆变器的控制电路的电路结构图；
图2是本发明提供的图1实施例更具体的电路结构图。
具体实施方式
下面结合附图具体阐明本发明的实施方式，实施例的给出仅仅是为了说明目的，并不能理解为对本发明的限定，包括元器件的选型和取值大小及附图仅为较佳实施例，仅供参考和说明使用，不构成对本发明专利保护范围的限制，因为在不脱离本发明精神和范围基础上，可以对本发明进行许多改变。
发明实施例提供一种单级逆变器的控制电路，其电路结构图如图1所示。在本实施例中，所述的一种单级逆变器的控制电路，包括高频逆变电路1、变压器隔离驱动电路2、高频隔离变压器3、同步整流和周波换相复合功能电路4、同步整流和周波换相开关管驱动电路5、功能选择开关电路6、光耦隔离电路7、变压器隔离电路8、单级逆变控制电路9、高频滤波电路10、电流检测电路11、电压检测电路12、全波整流电路13、辅助电源电路14、直流电源15、第一交流输出端AC1以及第二交流输出端AC2；
所述直流电源15连接所述高频逆变电路1及所述辅助电源电路14，所述高频逆变电路1依次连接所述高频隔离变压器3、所述同步整流和周波换相复合功能电路4、所述高频滤波电路10，所述同步整流和周波换相复合功能电路4还连接所述同步整流和周波换相开关管驱动电路5；所述功能选择开关电路6连接所述同步整流和周波换相开关管驱动电路5、所述光耦隔离电路7、所述变压器隔离电路8以及所述辅助电源电路14，所述辅助电源电路14还连接所述同步整流和周波换相开关管驱动电路5；
所述单级逆变控制电路9连接所述光耦隔离电路7、所述变压器隔离电路8、所述变压器隔离驱动电路2、所述全波整流电路13，所述变压器隔离驱动电路2连接所述高频逆变电路1以及所述辅助电源电路14，所述高频滤波电路10从所述第一交流输出端AC1输出第一逆变电压；
所述全波整流电路13还连接所述电流检测电路11以及所述电压检测电路12，所述电流检测电路11连接所述高频滤波电路10并从所述第二交流输出端AC2输出所述第一逆变电压，所述辅助电源电路14还连接所述光耦隔离电路7、所述变压器隔离电路8以及所述全波整流电路13。
所述辅助电源电路14、所述高频滤波电路10、所述电流检测电路11、所述电压检测电路12、所述全波整流电路13、所述光耦隔离电路7、所述变压器隔离电路8、所述单级逆变控制电路9还连接地GND。
本发明实施例提供的一种单级逆变器的控制电路在工作时，所述单级逆变控制电路9输出两路交替工作的高频逆变开关脉冲波(SPWM，正弦脉宽调制)经所述变压器隔离驱动电路2而驱动所述高频逆变电路1，将所述直流电源15逆变并经所述高频隔离变压器3隔离转换成需要的高频交变电压，然后输入至所述同步整流和周波换相复合功能电路4。
所述同步整流和周波换相复合功能电路4的功能由所述功能选择开关电路6控制，所述功能选择开关电路6接收经所述光耦隔离电路7、所述变压器隔离电路8传输过来的由所述单级逆变控制电路9输出的控制信号，所述光耦隔离电路7传输的为周波换相控制信号，所述变压器隔离电路8传输的为同步整流控制信号，所述同步整流控制信号的脉冲前沿时序滞后于同步的所述高频逆变开关脉冲的前沿，所述同步整流控制信号的脉冲后沿时序超前于同步的所述高频逆变开关脉冲的后沿，使同步整流功能稳定可靠工作，不会出现高频隔离变压器3次级绕组磁通短路现象而损坏逆变器。
所述直流电源15逆变并经所述高频隔离变压器3转换成的高频交变电压通过同步整流和周波换相复合功能电路4后交替转换成脉冲宽度按低频交流电规律变化的脉冲电压，经高频滤波电路10滤波后，得到低频的交流电压，实现将直流电源15单级逆变成交流的功能。输出的交流电流和输出的交流电压经所述全波整流电路13整流成单向脉动信号，所述电流检测电路11以及所述电压检测电路12分别检测该单向脉动信号，所述单向脉动信号作为所述单级逆变控制电路9控制输出交流电流和输出交流电压的控制信号。
更具体地，参见图2，作为本发明的一个优选实施例，所述高频逆变电路1至少包括第一逆变开关管Q1、第二逆变开关管Q2、第一钳位开关管Q3、第二钳位开关管Q4、第一钳位电容C1和第二钳位电容C2；所述高频隔离变压器3由第一初级绕组Np1、第二初级绕组Np2、第一次级绕组Ns1和第二次级绕组Ns2，所述第一钳位开关管Q3和所述第一钳位电容C1串联后并接在所述第一初级绕组Np1的两端，所述第二钳位开关管Q4、所述第二钳位电容C2串联后并接在所述第二初级绕组Np2的两端，所述第一逆变开关管Q1的漏极、所述第二钳位开关管Q3的源极和所述第一初级绕组Np1的连接点以及所述变压器隔离驱动电路2连接，所述第二逆变开关管Q2的漏极、所述第二钳位开关管Q4的源极和所述第二初级绕组Np2的连接点以及所述变压器隔离驱动电路2连接，所述第一逆变开关管Q1的源极、所述第二逆变开关Q2的源极与所述直流电源15的负端连接，所述第一逆变开关管Q1的栅极、所述第二逆变开关Q2的栅极、所述第一钳位开关管Q3的栅极、所述第二钳位开关管Q4的栅极和所述变压器隔离驱动电路2连接。
优选地，所述同步整流和周波换相复合功能电路4包括第一开关管Q5、第二开关管Q6、第三开关管Q7及第四开关管Q8，所述高频滤波电路10包括电感L1及电容C3，所述第一开关管Q5的漏极与所述第二开关管Q6的漏极分别连接所述第一次级绕组Ns1的两端，所述第三开关管Q7的漏极、所述第四开关管Q8的漏极分别连接所述第二次级绕组Ns2的两端，所述第一开关管Q5的源极、所述第四开关管Q8的源极共同连接所述电感L1的一端以及所述同步整流和周波换相开关管驱动电路5，所述第二开关管Q6的源极、所述第三开关管Q7的源极共同连接所述电容C3的一端后与所述同步整流和周波换相开关管驱动电路5、所述电流检测电路11以及所述电压检测电路12连接，所述第一开关管Q5的栅极、第二开关管Q6的栅极、第三开关管Q7的栅极、第四开关管Q8的栅极与所述同步整流和周波换相开关管驱动电路5连接，所述电容C3的另一端、所述电感L1的另一端与所述第一交流输出端AC1连接后与所述电压检测电路12连接。
优选地，所述功能选择开关电路6采用双路双刀双掷功能选择开关，但不仅限于此。
优选地，所述单级逆变控制电路9的核心控制器件为MCU、ARM或DSP，但不仅限于此。
具体地，本发明实施例提供的一种单级逆变器的控制电路在工作时，所述单级逆变控制电路9输出两路交替工作的高频逆变开关脉冲波(SPWM，正弦脉宽调制)经所述变压器隔离驱动电路2而驱动所述第一逆变开关管Q1及所述第二逆变开关管Q2，将所述直流电源15逆变并经所述高频隔离变压器3隔离转换后在所述第一次级绕组Ns1和第二次级绕组Ns2输出高频交变电压。
在逆变开关管Q1、Q2都关断的时间段内，所述单级逆变控制电路9分别在所述第一逆变开关管Q1关断时和所述第二逆变开关管Q2关断时输出窄脉冲经所述变压器隔离驱动电路2驱动所述第一钳位开关管Q3和所述第一钳位开关管Q4工作，使所述高频隔离变压器3的第一初级绕组Np1和第二初级绕组Np2的因漏感储能被所述第一钳位电容C1和所述第二钳位电容C2吸收，多余的能量回馈到所述直流电源15中，使得所述第一逆变开关管Q1、所述第二逆变开关管Q2的两端不会产生漏感引起的高压超过开关管的耐压而被损坏。
所述高频隔离变压器3的第一次级绕组Ns1和第二次级绕组Ns2输出高频交变电压接入所述同步整流和周波换相复合功能电路4，所述同步整流和周波换相复合功能电路4的第一开关管Q5、第二开关管Q6、第三开关管Q7及第四开关管Q8的同步整流功能和周波换相功能由所述双路双刀双掷功能选择开关电路6和所述同步整流和周波换相开关管驱动电路5控制，控制信号由所述单级逆变控制电路9产生，同步整流控制信号经所述变压器隔离电路8输入至双路双刀双掷功能选择开关电路6，周波换相控制信号经光耦隔离电路7输入至双路双刀双掷功能选择开关电路6。
在交流电压的正半周，周波换相控制信号使双路双刀双掷功能选择开关电路6其中一路双刀始终接高电平，另一路接同步整流信号，经同步整流和周波换相开关管驱动电路5驱动同步整流和周波换相复合功能电路4的第一开关管Q5、第二开关管Q6、第三开关管Q7及第四开关管Q8，使得第一开关管Q5、第四开关管Q8始终导通，而第二开关管Q6、第三开关管Q7交替同步整流，则所述高频隔离变压器3的次级绕组Ns1和Ns2的交替工作的脉冲被整流成正脉冲并叠加在一起形成脉宽随交流电压变化的正半周SPWM脉冲，经所述高频滤波电路10滤波后得到正半周交流电压输出到所述第一交流输出端AC1和第二交流输出端AC2；在交流电压的负半周，周波换相控制信号使双路双刀双掷功能选择开关电路6其中一路双刀始终接同步整流信号，另一路始终接高电平，经所述同步整流和周波换相开关管驱动电路5驱动所述同步整流和周波换相复合功能电路4的第一开关管Q5、第二开关管Q6、第三开关管Q7及第四开关管Q8，使得第二开关管Q6、第三开关管Q7始终导通，而第一开关管Q5、第四开关管Q8交替同步整流，则高频隔离变压器3的次级绕组Ns1和Ns2的交替工作的脉冲被整流成负脉冲并叠加在一起形成脉宽随交流电压变化的负半周SPWM脉冲，经所述高频滤波电路10滤波后得到负半周交流电压与正半周交流电压合成后输出到所述第一交流输出端AC1和第二交流输出端AC2形成波形完整的交流电压。
本发明实施例提供的一种单级逆变器的控制电路，其同步整流和周波换相复合功能电路4包括同步开关管和周波换相开关管(Q5～Q8)，并采用变压器隔离驱动电路2来驱动开关管，相比现有采用带高压侧浮栅驱动功能的芯片或采用昂贵的高速驱动光耦的驱动方式，驱动可靠性高，成本低，驱动速度快，效率高；其高频逆变电路1包括钳位开关管(Q3～Q4)和钳位电容(C1～C2)，钳位开关管在逆变开关管(Q1～Q2)全部关断的时间段内工作，使得逆变开关管在关断瞬间因高频隔离变压器3初级绕组漏感能量被钳位电容吸收，多余的能量回馈到直流电源15中，因而逆变开关管得到较好的保护，避免因过高的感生电压而损坏；相比采用单级逆变拓扑结构的现有单级逆变器，体积小，逆变转换效率高，能够满足节能、小型化等要求。总体上，本发明提供的一种单级逆变器的控制电路，比常规逆变器的控制电路结构更简单、开关器件少、成本低、能量损失小、逆变效率高。
上述实施例为本发明较佳的实施方式，但本发明的实施方式并不受上述实施例的限制，其他的任何未背离本发明的精神实质与原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简化，均应为等效的置换方式，都包含在本发明的保护范围之内。

Claims (5)

1.一种单级逆变器的控制电路，其特征在于，包括高频逆变电路、变压器隔离驱动电路、高频隔离变压器、同步整流和周波换相复合功能电路、同步整流和周波换相开关管驱动电路、功能选择开关电路、光耦隔离电路、变压器隔离电路、单级逆变控制电路、高频滤波电路、电流检测电路、电压检测电路、全波整流电路、辅助电源电路、直流电源、第一交流输出端以及第二交流输出端；
所述直流电源连接所述高频逆变电路及所述辅助电源电路，所述高频逆变电路依次连接所述高频隔离变压器、所述同步整流和周波换相复合功能电路、所述高频滤波电路，所述同步整流和周波换相复合功能电路还连接所述同步整流和周波换相开关管驱动电路；所述功能选择开关电路连接所述同步整流和周波换相开关管驱动电路、所述光耦隔离电路、所述变压器隔离电路以及所述辅助电源电路，所述辅助电源电路还连接所述同步整流和周波换相开关管驱动电路；
所述单级逆变控制电路连接所述光耦隔离电路、所述变压器隔离电路、所述变压器隔离驱动电路、所述全波整流电路，所述变压器隔离驱动电路连接所述高频逆变电路以及所述辅助电源电路，所述高频滤波电路从所述第一交流输出端输出第一逆变电压；
所述全波整流电路还连接所述电流检测电路以及所述电压检测电路，所述电流检测电路连接所述高频滤波电路并从所述第二交流输出端输出所述第一逆变电压，所述辅助电源电路还连接所述光耦隔离电路、所述变压器隔离电路以及所述全波整流电路；
所述辅助电源电路、所述高频滤波电路、所述电流检测电路、所述电压检测电路、所述全波整流电路、所述光耦隔离电路、所述变压器隔离电路、所述单级逆变控制电路还连接地。
2.如权利要求1所述的一种单级逆变器的控制电路，其特征在于：所述高频逆变电路至少包括第一逆变开关管(Q1)、第二逆变开关管(Q2)、第一钳位开关管(Q3)、第二钳位开关管(Q4)、第一钳位电容(C1)和第二钳位电容(C2)；所述高频隔离变压器由第一初级绕组(Np1)、第二初级绕组(Np2)、第一次级绕组(Ns1)和第二次级绕组(Ns2)，所述第一钳位开关管(Q3)和所述第一钳位电容(C1)串联后并接在所述第一初级绕组(Np1)的两端，所述第二钳位开关管(Q4)、所述第二钳位电容(C2)串联后并接在所述第二初级绕组(Np2)的两端，所述第一逆变开关管(Q1)的漏极、所述第二钳位开关管(Q3)的源极和所述第一初级绕组(Np1)的连接点以及所述变压器隔离驱动电路连接，所述第二逆变开关管(Q2)的漏极、所述第二钳位开关管(Q4)的源极和所述第二初级绕组(Np2)的连接点以及所述变压器隔离驱动电路连接，所述第一逆变开关管(Q1)的源极、所述第二逆变开关(Q2)的源极与所述直流电源的负端连接，所述第一逆变开关管(Q1)的栅极、所述第二逆变开关(Q2)的栅极、所述第一钳位开关管(Q3)的栅极、所述第二钳位开关管(Q4)的栅极和所述变压器隔离驱动电路连接。
3.如权利要求2所述的一种单级逆变器的控制电路，其特征在于：所述同步整流和周波换相复合功能电路包括第一开关管(Q5)、第二开关管(Q6)、第三开关管(Q7)及第四开关管(Q8)，所述高频滤波电路包括电感(L1)及电容(C3)，所述第一开关管(Q5)的漏极与所述第二开关管(Q6)的漏极分别连接所述第一次级绕组(Ns1)的两端，所述第三开关管(Q7)的漏极、所述第四开关管(Q8)的漏极分别连接所述第二次级绕组(Ns2)的两端，所述第一开关管(Q5)的源极、所述第四开关管(Q8)的源极共同连接所述电感(L1)的一端以及所述同步整流和周波换相开关管驱动电路，所述第二开关管(Q6)的源极、所述第三开关管(Q7)的源极共同连接所述电容(C3)的一端后与所述同步整流和周波换相开关管驱动电路、所述电流检测电路以及所述电压检测电路连接，所述第一开关管(Q5)的栅极、第二开关管(Q6)的栅极、第三开关管(Q7)的栅极、第四开关管(Q8)的栅极与所述同步整流和周波换相开关管驱动电路连接，所述电容(C3)的另一端、所述电感(L1)的另一端与所述第一交流输出端连接后与所述电压检测电路连接。
4.如权利要求2所述的一种单级逆变器的控制电路，其特征在于：所述功能选择开关电路采用双路双刀双掷功能选择开关。
5.如权利要求4所述的一种单级逆变器的控制电路，其特征在于：所述单级逆变控制电路的核心控制器件为MCU、ARM或DSP。
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