CN202503453U - 一种小型无变压器高效率的逆变模块电源 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及一种小型无变压器高效率的逆变模块电源，包括第一滤波电路、DC-DC高频升压电路、第二滤波电路、DC-AC变频逆变电路、第一PWM电路以及第二PWM电路，第一PWM电路的输出端与DC-DC高频升压电路连接，第二PWM电路输出端与DC-AC变频逆变电路连接，其特征在于：48V直流电依次经过第一滤波电路、DC-DC高频升压电路、第二滤波电路以及DC-AC变频逆变电路后转换为220V/50HZ的交流电。本实用新型没有采用任何变压器，只由一个微型电感代替逆变电源里面体积庞大的高频变压器，实现微型逆变电源，因而可以实现超小体积模块化生产。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种逆变器，尤其是涉及移动POE供电系统领域中使用的小型无变压器高效率的逆变模块电源。
背景技术
近年来，互联网发展迅猛，偏远农村POE(Power Over Ethernet)供电成为一大难题，POE供电系统利用逆变电源给交换机等设备自供电的方式得到了广泛应用。
根据逆变器中变压器的配置不同，可将其分为带工频变压器型、带高频变压器型和无变压器型。工频变压器体积庞大，成本高，安装不方便。高频变压器型体积和重量大大减小，在车载、野外、船舶等领域得到广泛应用，但由于有较大体积高频变压器存在，仍不能够实现小型化模块化生产。目前最新型的无变压器逆变器要求由很多电池组串联提供高压直流电供电，主要应用在太阳能光伏领域，在无变压器型光伏并网发电系统中，要求由很多电池组串联提供高压直流电供电。然而其他很多需要逆变的场所不具备提供体积庞大的电池组条件。
实用新型内容
本实用新型设计了一种小型无变压器高效率的逆变模块电源，其解决的技术问题是现有逆变器中变压器体积大，以及无变压器逆变器要求由很多电池组串联提供高压直流电供电。
为了解决上述存在的技术问题，本实用新型采用了以下方案：
一种小型无变压器高效率的逆变模块电源，包括第一滤波电路、DC-DC高频升压电路、第二滤波电路、DC-AC变频逆变电路、第一PWM电路以及第二PWM电路，第一PWM电路的输出端与DC-DC高频升压电路连接，第二PWM电路输出端与DC-AC变频逆变电路连接，其特征在于：48V直流电依次经过第一滤波电路、DC-DC高频升压电路、第二滤波电路以及DC-AC变频逆变电路后转换为220V/50HZ的交流电。
进一步，第一滤波电路为第一电容C1，DC-DC高频升压电路包括电感L1、功率场效应管Q1、快速高压整流二极管D1；第二滤波电路为第二电容C2；DC-AC变频逆变电路包括第二功率场效应管Q2、第三功率场效应管Q3、第四功率场效应管Q4以及第五功率场效应管Q5。
进一步，第一电容C1的正极A1分别连接48V直流电压输入正极和电感L1的B1点，第一电容的负极A2连接48V直流电压输入负端及第一功率场效应管Q1的源极C2点、第二电容C2的负极E2点、第三功率场效应管Q3的源极G2点以及第五功率场效应管Q5的源极H2点；电感L1的另一端B2分别连接第一功率场效应管Q1的漏极C1点和快速高压整流二极管D1的正极D1点；快速高压整流二极管D1的负极D2点分别连接第二电容C2的正极E1点、第二功率场效应管Q2的漏极F1点以及第四功率场效应管Q4的漏极J1点；第二功率场效应管Q2的源极F2点分别连接第三功率场效应管Q3的漏极G1点、第三电容C3的I 2点以及交流220V输出端AC2点；第四功率场效应管Q4的源极J2点分别连接第五功率场效应管Q5的漏极H1点、第三电容C3的I1点以及交流220V输出端AC1点。
该无变压器高效率的逆变模块电源具有以下有益效果：
本实用新型没有采用任何变压器，只由一个微型电感代替逆变电源里面体积庞大的工频(高频)变压器，实现微型逆变电源，因而可以实现超小体积模块化生产。
附图说明
图1：本实用新型小型无变压器高效率的逆变模块电源结构方框示意图；
图2：本实用新型小型无变压器高效率的逆变模块电源电路连接示意图。
具体实施方式
下面结合图1和图2，对本实用新型做进一步说明：
如图1所示，本实用新型小型无变压器高效率的逆变模块电源将48V直流电转换为220V/50HZ的交流电。该小型无变压器高效率的逆变模块电源包括第一滤波电路、DC-DC高频升压电路、第二滤波电路、DC-AC变频逆变电路、第一PWM电路以及第二PWM电路。
工作原理如下：48V直流电经第一滤波电路滤波后再由DC-DC高频升压电路转换为220V的直流电，DC-DC高频升压电路由第一PWM电路产生的100KHZ的PWM驱动信号驱动。再经过第二滤波电路的滤波最后经过DC-AC变频逆变电路转换为220V/50HZ的交流电，DC-AC变频逆变电路由第二PWM电路最终产生的50HZ的PWM驱动信号驱动。
其中，第一滤波电路的功能是对直流48V输入电压的杂讯及纹波进行滤除，DC-DC高频升压电路的功能是把DC48V的电压升至DC220V，第一PWM电路的功能是给DC-DC高频升压电路提供100KHZ的驱动信号，第二滤波电路的功能是对DC220V电压进行滤波，DC-AC变频逆变的功能是把DC220V的电压转换为AC220V/50HZ的交流电，第二PWM电路的功能是给DC-AC变频逆变电路提供50HZ的驱动信号。
如图2所示，本实用新型小型无变压器高效率的逆变模块电源的具体电路如下：该第一滤波电路为第一电容C1，DC-DC高频升压电路包括电感L1、功率场效应管Q1、快速高压整流二极管D1；第二滤波电路为第二电容C2；DC-AC变频逆变电路包括第二功率场效应管Q2、第三功率场效应管Q3、第四功率场效应管Q4、第五功率场效应管Q5。
各个部件连接关系如下：第一电容C1的正极A1分别连接48V直流电压输入正极和电感L1的B1点，第一电容的负极A2连接48V直流电压输入负端及第一功率场效应管Q1的源极C2点、第二电容C2的负极E2点、第三功率场效应管Q3的源极G2点以及第五功率场效应管Q5的源极H2点；电感L1的另一端B2分别连接第一功率场效应管Q1的漏极C1点和快速高压整流二极管D1的正极D1点；快速高压整流二极管D1的负极D2点分别连接第二电容C2的正极E1点、第二功率场效应管Q2的漏极F1点以及第四功率场效应管Q4的漏极J1点；第二功率场效应管Q2的源极F2点分别连接第三功率场效应管Q3的漏极G1点、第三电容C3的I2点以及交流220V输出端AC2点；第四功率场效应管Q4的源极J2点分别连接第五功率场效应管Q5的漏极H1点、第三电容C3的I1点以及交流220V输出端AC1点。
第一电容C1的作用是对DC48V进行滤波，第二电容C2的作用是对DC220V进行滤波，第三电容C3是对AC220V进行滤波，电感L1是DC-DC升压电路的储能升压电感，快速高压整流二极管D1是DC-DC升压电路的升压二极管，功率场效应管Q1是DC-DC升压电路的功率转换器件，第二功率场效应管Q2、第三功率场效应管Q3、第四功率场效应管Q4、第五功率场效应管Q5组成桥式整流电路。
上面结合附图对本实用新型进行了示例性的描述，显然本实用新型的实现并不受上述方式的限制，只要采用了本实用新型的方法构思和技术方案进行的各种改进，或未经改进将本实用新型的构思和技术方案直接应用于其它场合的，均在本实用新型的保护范围内。
Claims (3)
1.一种小型无变压器高效率的逆变模块电源，包括第一滤波电路、DC-DC高频升压电路、第二滤波电路、DC-AC变频逆变电路、第一PWM电路以及第二PWM电路，第一PWM电路的输出端与DC-DC高频升压电路连接，第二PWM电路输出端与DC-AC变频逆变电路连接，其特征在于：48V直流电依次经过第一滤波电路、DC-DC高频升压电路、第二滤波电路以及DC-AC变频逆变电路后转换为220V/50HZ的交流电。
2.根据权利要求1所述小型无变压器高效率的逆变模块电源，其特征在于：第一滤波电路为第一电容C1，DC-DC高频升压电路包括电感L1、功率场效应管Q1、快速高压整流二极管D1；第二滤波电路为第二电容C2；DC-AC变频逆变电路包括第二功率场效应管Q2、第三功率场效应管Q3、第四功率场效应管Q4以及第五功率场效应管Q5。
3.根据权利要求2所述小型无变压器高效率的逆变模块电源，其特征在于：第一电容C1的正极A1分别连接48V直流电压输入正极和电感L1的B1点，第一电容的负极A2连接48V直流电压输入负端及第一功率场效应管Q1的源极C2点、第二电容C2的负极E2点、第三功率场效应管Q3的源极G2点以及第五功率场效应管Q5的源极H2点；电感L1的另一端B2分别连接第一功率场效应管Q1的漏极C1点和快速高压整流二极管D1的正极D1点；快速高压整流二极管D1的负极D2点分别连接第二电容C2的正极E1点、第二功率场效应管Q2的漏极F1点以及第四功率场效应管Q4的漏极J1点；第二功率场效应管Q2的源极F2点分别连接第三功率场效应管Q3的漏极G1点、第三电容C3的I2点以及交流220V输出端AC2点；第四功率场效应管Q4的源极J2点分别连接第五功率场效应管Q5的漏极H1点、第三电容C3的I1点以及交流220V输出端AC1点。
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