CN205051585U - 单相交流逆变三相交流的逆变器 - Google Patents

单相交流逆变三相交流的逆变器 Download PDF

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Abstract

本实用新型公开了一种单相交流逆变三相交流的逆变器，它包括整流滤波电路、直流升压电路、三相逆变电路和智能管理电路，单相交流电的接入端连接整流滤波电路，经整流滤波电路将交流电整流成直流电，进而通过直流升压电路将该直流电进行直流升压，再通过三相逆变电路将升压后的直流电逆变成三相交流电，智能管理电路连接所述整流滤波电路、直流升压电路和三相逆变电路并控制其的运行。它具有如下优点：效率高、体积小、结构简单、安全可靠、成本低。

Description

单相交流逆变三相交流的逆变器
技术领域
本实用新型涉及逆变器，尤其涉及一种单向交流逆变三相交流的逆变器。
背景技术
专利号为ZL200920312355.9的专利公开了“单相变三相交流电源装置”，包括单相交流电源接入端、整流器、三相逆变器和三相交流电源输出端，单相交流电源接入端连接整流器，通过整流器将交流电压整流成直流电压，输出至三相逆变器，进而通过三相逆变器逆变生成三相交流电压传输至三相交流电源输出端，从而实现单相至三相交流的逆变，该电路结构具有如下缺点：缺少升压电路，无法实现单相至三相交流的升压逆变。本专利还公开了在单相交流电源接入端与整流器的输入端之间连接有一变压器，单相交流电源接入端连接变压器的初级，变压器的次级连接整流器的输入端，虽然该电路结构通过增加变压器能够实现单相至三相交流的升压逆变，但是由于该变压器采用的是工频交流变压器进行升压，由于交流变压器的体积庞大、效率低下(一般不超过80％)，使得整个逆变器的体积过大、整体效率较低(不超过75％)。
实用新型内容
本实用新型提供了一种单向交流逆变三相交流的逆变器，其克服了背景技术中所述的现有技术中逆变器体积庞大、效率较低的缺点。
本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：
单相交流逆变三相交流的逆变器，它包括整流滤波电路、直流升压电路、三相逆变电路和智能管理电路，单相交流电的接入端连接整流滤波电路，经整流滤波电路将交流电整流成直流电，进而通过所述直流升压电路将该直流电进行直流升压，再通过三相逆变电路将升压后的直流电逆变成三相交流电，所述智能管理电路连接所述整流滤波电路、直流升压电路和三相逆变电路并控制其的运行。
一实施例之中：所述直流升压电路为由XL6009变换器芯片构成的Boost直流升压电路。
一实施例之中：所述整流滤波电路的输入端连接单相220V交流电，所述三相逆变电路的输出端输出三相380V交流电。
一实施例之中：所述三相逆变器的主电路是由IGBT管组成的全桥三相逆变电路。
一实施例之中：所述三相逆变器的输出端连接一正弦波处理电路，输出正弦波交流电。
一实施例之中：所述直流升压电路包括调节升压比例的调比装置，该调比装置为连接所述XL6009变换器芯片之反馈端(FB)的可调电阻。
本技术方案与背景技术相比，它具有如下优点：
1.效率高、体积小、结构简单、安全可靠、成本低。无需交流变压器，采用直流升压电路进行升压，占用体积较小，而且升压变换效率高，成本较低，大大提高了本逆变器的整体性能。
2.本逆变器直接把单相220V交流电逆变成三相380V交流电。目前市面上大多把中低压蓄电池的直流电源逆变成三相380V交流电，如DC12V、DC24V等蓄电池逆变器，还有一类是与风能发电或太阳能发电配套的直流逆变器，不但体积庞大、结构复杂，而且效率低下、价格昂贵。
3.本逆变器可便于进一步技术开发。如把三相交流电逆变模块换成三相变频模块，很容易开发出集变压、变相、变频于一体的变频器。而传统的单相(220V交流电)输入三相输出的变频器，其输出只有三相220V交流电，远低于市面上绝大多数的三相380V交流电动机的额定电压，不但负载能力大大降低，而且效率低下。
4.本逆变器采用电感型高频升压模块(XL6009变换器芯片构成的Boost直流升压电路)升压，受输入电网波动影响小，输出电压稳定，谐波小。而传统的逆变器采用工频升压变压器，容易受电网波动影响，输出电压波动大，谐波干扰大、振动大，噪音大。
附图说明
下面结合附图和实施例对本实用新型作进一步说明。
图1绘示了本实施例所述的单向交流逆变三相交流的逆变器的整体系统图。
图2绘示了本实施例所述的直流升压电路的电路原理图。
具体实施方式
查阅图1，单相交流逆变三相交流的逆变器，它包括整流滤波电路10、直流升压电路20、三相逆变电路30和智能管理电路40，单相交流电的接入端连接整流滤波电路10，经整流滤波电路10将交流电整流成直流电，进而通过所述直流升压电路20将该直流电进行直流升压，再通过三相逆变电路30将升压后的直流电逆变成三相交流电，所述智能管理电路40连接所述整流滤波电路10、直流升压电路20和三相逆变电路30并控制其的运行。
所述直流升压电路20为由XL6009变换器芯片构成的Boost直流升压电路。所述直流升压电路20包括调节升压比例的调比装置，该调比装置为连接所述XL6009变换器芯片之反馈端(FB)的可调电阻21。如图2所示，当作为开关作用的MOS管VS导通(相当于开关闭合)时，电感线圈L将电能转换为磁场能储存在电感线圈L中，当MOS管VS截止(相当于开关断开)时，电感线圈L将储存的磁场能转换为电场能，这个电场能和输入电源电压Vcc叠加在一起，通过肖特基二极管ZD整流和电容C2的滤波后得到平滑的直流输出电压Vo，这时的输出电压Vo是输入电源电压Vcc和电感的磁砀能转换为电能的叠加后形成的，所以输出电压Vo高于输入电压Vcc，输出电压Vo＝1.25*(1+(R2+RP)/R1)。
本设计采用具有高频开关特性(400KHz固定频率)的芯片XL6009E1为核心芯片。由该芯片提供的脉宽调制(PWM)信号，驱动大功率MOS管VS构成简单的单门半桥驱动电路，具有效率高，外围元器件少，结构简单可靠，系统成本低等优点。该芯片还内置软启动电路、环路频率补偿电容、内部固定频率、全内置过压保护、过流保护、过热保护等电路，芯片的可靠性，安全性大大提高。
所述三相逆变器30的主电路可以是由IGBT管组成的全桥三相逆变电路。所述智能管理电路40包括对该整流滤波电路10、直流升压电路20和三相逆变电路30中开关器件的开关频率的协调统筹控制(即根据需要输出特定频率的控制脉冲信号给各电路中的开关器件)，从而达到对本逆变器逆变过程的整体控制，保证逆变过程的顺利进行。
由于通过三相逆变器30输出的交流电波形为PWM波形，因此，可以直接带动使用PWM波形三相交流供电的负载运转，但是对于绝大多数用电负载来说，一般都需要使用正弦波形的三相交流电源，比如三相380V交流电源。因此为了满足这些用电负载的供电需求，可在所述三相逆变器的输出端连接一正弦波处理电路，通过正弦波处理电路将三相逆变器输出的PWM波整形成正弦波，进而输出正弦波交流电。
本实施例中，所述整流滤波电路10的输入端连接单相220V交流电，所述三相逆变电路30的输出端输出三相380V交流电，即实现单相220V交流电到三相380V交流电的逆变。对于没有三相380V交流电的场合、功率负荷要求的电阻性负载和电感性负载等都可以通过本逆变器接入普通220V市电进行逆变转换后使用。本实施例是通过整流滤波电路10先将220V交流电整流成300V直流电，再通过直流升压电路20升压变化至600V左右的直流电，最后通过三相逆变电路30逆变成三相380V交流电，完成单相220V交流电至三相380V交流电的逆变。该三相380V交流负载包括农村建筑机械：搅拌机、切割机、小型升降机等，农业机械：三相水泵、鼓风机、粉碎机等，木工机械：锯板机、抛光机、雕刻机、机床等，家用三相空调以及小型加工产机械。
本实用新型所述的单相交流逆变三相交流的逆变器，尤其是在升压逆变过程中，采用了直流升压电路，不同于现有技术中采用的交流升压，通过直流升压电路可减小整个逆变器的体积，提高升压变换过程中的变换效率，进而提高变换器的整体效率。进一步地本实用新型采用具有高频开关特性的芯片XL6009E1为核心芯片。由该芯片构成的直流升压电路具有效率高，外围元器件少，结构简单可靠，系统成本低等优点，进一步地提高了本变压器的整体性能和性价比。
以上所述，仅为本实用新型较佳实施例而已，故不能依此限定本实用新型实施的范围，即依本实用新型专利范围及说明书内容所作的等效变化与修饰，皆应仍属本实用新型涵盖的范围内。

Claims (6)

1.单相交流逆变三相交流的逆变器，其特征在于：包括整流滤波电路、直流升压电路、三相逆变电路和智能管理电路，单相交流电的接入端连接整流滤波电路，经整流滤波电路将交流电整流成直流电，进而通过所述直流升压电路将该直流电进行直流升压，再通过三相逆变电路将升压后的直流电逆变成三相交流电，所述智能管理电路连接所述整流滤波电路、直流升压电路和三相逆变电路并控制其的运行。
2.根据权利要求1所述的单相交流逆变三相交流的逆变器，其特征在于：所述直流升压电路为由XL6009变换器芯片构成的Boost直流升压电路。
3.根据权利要求1所述的单相交流逆变三相交流的逆变器，其特征在于：所述整流滤波电路的输入端连接单相220V交流电，所述三相逆变电路的输出端输出三相380V交流电。
4.根据权利要求1所述的单相交流逆变三相交流的逆变器，其特征在于：所述三相逆变器的主电路是由IGBT管组成的全桥三相逆变电路。
5.根据权利要求1所述的单相交流逆变三相交流的逆变器，其特征在于：所述三相逆变器的输出端连接一正弦波处理电路，输出正弦波交流电。
6.根据权利要求2所述的单相交流逆变三相交流的逆变器，其特征在于：所述直流升压电路包括调节升压比例的调比装置，该调比装置为连接所述XL6009变换器芯片之反馈端(FB)的可调电阻。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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CN106481527A (zh) * 2016-12-12 2017-03-08 合肥源擎电气科技有限公司 一种风能独立供电的水泵供水控制系统
CN106602887A (zh) * 2015-10-14 2017-04-26 福建省湄洲湾职业技术学校 单相交流逆变三相交流的逆变器

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