CN220382957U - 一种用于单相逆变器的升压电路 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及一种用于单相逆变器的升压电路，设于单相逆变器的升压板卡内，设有与升压电路对应的控制器，升压电路电连接控制器；升压电路的输入端电连接单相逆变器中预充电部分电路的输出端；升压电路的输出端电连接单相逆变器中逆变部分电路的输入端；升压电路为推挽准谐振结构，包括三组前级并联且次级串联的电路。本实用新型的有益效果是：升压电路采用三路并联推挽准谐振电路拓扑和SiC硅器件，可以降低损耗，减少散热器体积与重量，进一步减少散热器的数量；三路并联推挽准谐振电路拓扑使得每路所用电子器件功率减小，尤其是高频变压器与功率元件可选择小型化的器件，有利于逆变器内部空间布局与利用，从而降低了单相逆变器的整体体积与重量。
Description
技术领域
本实用新型属于电源转换技术领域，尤其涉及一种适用于将DC110V直流电转变为AC220V交流电的单相逆变器的升压电路，该升压电路适用于DC110V内部供电的各种轨道交通列车。
背景技术
目前各种轨道交通列车，包括动车组、城际车、地铁列车，车上均采用DC110V为各用电负载提供电源。车上需要提供AC220V交流电源时（比如动车组座位下的电源插座），往往采取将DC110V直流电转变为AC220V交流电，因此需要的设置大量的单相逆变器。
现有的单相逆变器中，很多未设置升压电路；即使单相逆变器中设有升压电路的，也存在电子器件功率高，并且升压电路所占据的空间大等缺陷。
实用新型内容
本实用新型的目的是克服现有技术中的不足，提供一种用于单相逆变器的升压电路，设于单相逆变器的升压板卡内，设有与升压电路对应的控制器，升压电路电连接控制器；升压电路的输入端电连接单相逆变器中预充电部分电路的输出端；升压电路的输出端电连接单相逆变器中逆变部分电路的输入端；
升压电路为推挽准谐振结构（主要通过推挽拓扑实现升压），包括三组前级并联且次级串联的电路，实现大电流输入；推挽准谐振结构能实现功率器件的零电流开启和零电流关断，减小开关应力，提高工作频率和效率；三组前级并联且次级串联的电路中，每组电路的元器件和连接关系相同；升压电路，用于将输入的直流电压进行DC-DC的高频升压变换后供给逆变部分电路，可接受大电流输入；
每组前级并联且次级串联的电路中：在输入端设有三组并联的电容，输入线路分两路，一路电连接三组并联的电容的输入端，另一路电连接电感后，再电连接绕组间有屏蔽的双绕组变压器的其中一个输入端；三组并联的电容的输出端分两路分别电连接两个绝缘栅双极晶体管（IGBT）的集电极，每个绝缘栅双极晶体管的集电极还在串联两个电阻后电连接控制器的栅极驱动信号输出端，两个绝缘栅双极晶体管的栅极均串联一个电阻后电连接控制器的栅极驱动信号输出端，两个绝缘栅双极晶体管的发射极分别电连接同一双绕组变压器的不同输入端；每个绕组间有屏蔽的双绕组变压器的两个输出端间均电连接有电容；
三组前级并联且次级串联的电路中，双绕组变压器的输入端前的电路并联，三个双绕组变压器的输出端串联。
作为优选：
串联后的三个双绕组变压器一端分两路：一路依次串联一个电感，再串联一个电容后电连接一个正向二极管和一个反向二极管；另一路电连接一个正向二极管和一个反向二极管；
串联后的三个双绕组变压器的另一端也分两路，这两路分别电连接一个正向二极管和一个反向二极管。
作为优选，升压电路的推挽准谐振结构用于被30kHz的PWM波控制后实现DC-DC高频升压变换；升压电路用于将110V直流输入升压至520V直流后输出。
作为优选，升压电路中每组前级并联且次级串联的电路的额定功率为1~2kW，双绕组变压器的变比为（8:8:12）~（10:10:15）。
作为优选，双绕组变压器的变比为10:10:15。
本实用新型的有益效果是：本实用新型的升压电路采用三路并联推挽准谐振电路拓扑和SiC硅器件，可以降低损耗，减少散热器体积与重量，进一步减少散热器的数量；由于采用了三路并联推挽准谐振电路拓扑，使得每路所用电子器件功率减小，尤其是高频变压器与功率元件可选择小型化的器件，更有利于逆变器内部空间布局与利用，从而降低了单相逆变器的整体体积与重量。
附图说明
图1为本实用新型的升压电路原理图；
图2为带有本实用新型设计的升压电路的单相逆变器电路原理图。
附图标记说明：输入部分电路1、预充电部分电路2、升压电路3、逆变部分电路4、输出部分电路5。
具体实施方式
下面结合实施例对本实用新型做进一步描述。下述实施例的说明只是用于帮助理解本实用新型。应当指出，对于本技术领域的普通人员来说，在不脱离本实用新型原理的前提下，还可以对本实用新型进行若干修饰，这些改进和修饰也落入本实用新型权利要求的保护范围内。
作为一种实施例，如图1和图2所示，一种用于单相逆变器的升压电路，设于单相逆变器的升压板卡内，设有与升压电路3对应的控制器，升压电路3电连接控制器；升压电路3的输入端电连接单相逆变器中预充电部分电路2的输出端；升压电路3的输出端电连接单相逆变器中逆变部分电路4的输入端；升压电路3为推挽准谐振结构（主要通过推挽拓扑实现升压），推挽准谐振结构用于被30kHz的PWM波控制后实现DC-DC高频升压变换；升压电路3用于将110V直流输入升压至520V直流后输出；包括三组前级并联且次级串联的电路，实现大电流输入；推挽准谐振结构能实现功率器件的零电流开启和零电流关断，减小开关应力，提高工作频率和效率；三组前级并联且次级串联的电路中，每组电路的元器件和连接关系相同；升压电路3，用于将输入的直流电压进行DC-DC的高频升压变换后供给逆变部分电路4，可接受大电流输入；单相逆变器还设有输入部分电路1和输出部分电路5。
每组前级并联且次级串联的电路中：在输入端设有三组并联的电容，输入线路分两路，一路电连接三组并联的电容的输入端，另一路电连接电感后，再电连接绕组间有屏蔽的双绕组变压器的其中一个输入端；三组并联的电容的输出端分两路分别电连接两个绝缘栅双极晶体管（IGBT）的集电极，每个绝缘栅双极晶体管的集电极还在串联两个电阻后电连接控制器的栅极驱动信号输出端，两个绝缘栅双极晶体管的栅极均串联一个电阻后电连接控制器的栅极驱动信号输出端，两个绝缘栅双极晶体管的发射极分别电连接同一双绕组变压器的不同输入端；每个绕组间有屏蔽的双绕组变压器的两个输出端间均电连接有电容；串联后的三个双绕组变压器一端分两路：一路依次串联一个电感，再串联一个电容后电连接一个正向二极管和一个反向二极管；另一路电连接一个正向二极管和一个反向二极管；串联后的三个双绕组变压器的另一端也分两路，这两路分别电连接一个正向二极管和一个反向二极管；
每组前级并联且次级串联的电路额定功率为1.5kW，双绕组变压器的变比为10:10:15。
三组前级并联且次级串联的电路中，双绕组变压器的输入端前的电路并联，三个双绕组变压器的输出端串联。
Claims (4)
1.一种用于单相逆变器的升压电路，设于单相逆变器的升压板卡内，设有与升压电路对应的控制器，升压电路电连接控制器；升压电路的输入端电连接单相逆变器中预充电部分电路的输出端；升压电路的输出端电连接单相逆变器中逆变部分电路的输入端；其特征在于：
升压电路为推挽准谐振结构，包括三组前级并联且次级串联的电路；三组前级并联且次级串联的电路中，每组电路的元器件和连接关系相同；升压电路，用于将输入的直流电压进行DC-DC的高频升压变换后供给逆变部分电路；
每组前级并联且次级串联的电路中：在输入端设有三组并联的电容，输入线路分两路，一路电连接三组并联的电容的输入端，另一路电连接电感后，再电连接双绕组变压器的其中一个输入端；三组并联的电容的输出端分两路分别电连接两个绝缘栅双极晶体管的集电极，每个绝缘栅双极晶体管的集电极还在串联两个电阻后电连接控制器的栅极驱动信号输出端，两个绝缘栅双极晶体管的栅极均串联一个电阻后电连接控制器的栅极驱动信号输出端，两个绝缘栅双极晶体管的发射极分别电连接同一双绕组变压器的不同输入端；每个双绕组变压器的两个输出端间均电连接有电容；
三组前级并联且次级串联的电路中，双绕组变压器的输入端前的电路并联，三个双绕组变压器的输出端串联。
2.根据权利要求1所述的用于单相逆变器的升压电路，其特征在于：
串联后的三个双绕组变压器一端分两路：一路依次串联一个电感，再串联一个电容后电连接一个正向二极管和一个反向二极管；另一路电连接一个正向二极管和一个反向二极管；
串联后的三个双绕组变压器的另一端也分两路，这两路分别电连接一个正向二极管和一个反向二极管。
3.根据权利要求2所述的用于单相逆变器的升压电路，其特征在于：升压电路的推挽准谐振结构用于被30kHz的PWM波控制后实现DC-DC高频升压变换；升压电路用于将110V直流输入升压至520V直流后输出。
4.根据权利要求2所述的用于单相逆变器的升压电路，其特征在于：升压电路中每组前级并联且次级串联的电路的额定功率为1~2kW，双绕组变压器的变比为（8:8:12）~（10:10:15）。
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