CN102237815A

CN102237815A - 高效可靠的直流到交流转换电路

Info

Publication number: CN102237815A
Application number: CN201110078434XA
Authority: CN
Inventors: 欧余斯; 李新富; 郭华为; 宋元斌
Original assignee: Zhejiang University of Science and Technology ZUST
Current assignee: Zhejiang University of Science and Technology ZUST
Priority date: 2011-03-29
Filing date: 2011-03-29
Publication date: 2011-11-09

Abstract

本发明公开了一种直流到交流转换电路，包括六个开关器件、两个二极管、两个电感；第一、二、五、六开关器件为MOSFET，第三、四开关器件为IGBT；第一、三、五开关器件相串联且连于电容两端；第二、四、六开关器件相串联且连于电容两端；第七二极管负极连于第三开关器件集电极，正极连于第四开关器件发射极；第八二极管负极连于第四开关器件集电极，正极连于第三开关器件发射极；第一电感第一端连于第四开关器件集电极及第八二极管负极；第二电感第一端连于第三开关器件集电极及第七二极管负极，第一电感及第二电感的第二端连于市电或交流负载。本发明实现了直流转换为交流的高效率转换功能，避免输入端子上出现高频电压，且输出电流共模成分小。

Description

高效可靠的直流到交流转换电路

技术领域

本发明涉及电力电子技术领域，特别涉及一种直流到交流转换电路。

背景技术

众所周知，交流转换直流稳压电源，已是较为成熟的技术，而由直接电压转换为交流电压的逆变器，起步较晚，早期设计主要使用低频变压器，但体积大而笨重，效率也低。

如今已有将光电直流源的直流电压转换为交流电压的方法，但存在效率低、输入端子上容易出现高频电压的问题，专利200510079923.1是将直流电压源的直流电压转换为交流电压的方法，其实现了直流转换交流的功能，并避免了输入端子上出现的高频电压（EMV问题小），同时实现了高效率的转换。

因此，如何设计一种直流转换交流的电路，并且也能克服输入端子上出现的高频电压，达到高效率转换的功能，即为本案发明人所欲解决的方向所在。

发明内容

本发明的目的是提供一种直流电压转换成交流电压的电路，实现直流转换为交流的高效率转换功能，并避免了输入端子上出现高频电压，且使输出电流共模成分小。为此，本发明采用以下技术方案：它包括：六个开关器件、两个二极管、两个电感；

所述六个开关器件中的第一开关器件、第二开关器件、第五开关器件、第六开关器件为金属氧化物半导体场效应管MOSFET，第三开关器件、第四开关器件为绝缘栅双极型晶体管IGBT；

第一开关器件、第三开关器件、第五开关器件相串联且连接于电容两端；

第二开关器件、第四开关器件、第六开关器件相串联且连接于电容两端；

所述两个二极管中的第七二极管负极连接于第三开关器件的集电极，正极连接于第四开关器件的发射极；

所述两个二极管中的第八二极管负极连接于第四开关器件的集电极，正极连接于第三开关器件的发射极；

所述两个电感中的第一电感的第一端连接于第四开关器件的集电极、第八二极管负极；

所述两个电感中的第二电感的第一端连接于第三开关器件的集电极、第七二极管负极；

第一电感的第二端及第二电感的第二端连接于市电或交流负载。

在采用上述技术方案的基础上，本发明还可采用以下进一步的技术方案：

所述第一开关器件、所述第二开关器件、所述第五开关器件及所述第六开关器件是选用对称的开关管。

所述的第三开关器件、第四开关器件为以50Hz的输出频率被触发的开关器件。

所述的第一开关器件、第二开关器件、第五开关器件及第六开关器件为以一个KHz范围内的脉冲信号和50Hz的信号触发的开关器件。

所述的一个KHz的脉冲信号为16KHZ的脉冲信号。

由于采用本发明的技术方案，本发明实现了直流转换为交流的高效率转换功能，并避免了输入端子上出现高频电压，且输出电流共模成分小。

附图说明

图1为本发明的电路示意图。

图2为图1所示电路在正半波期间，第二开关器件S2、第五开关器件S5同步地被触发开通时的电流回路示意图。

图3为图1所示电路在正半波期间，第二开关器件S2、第五开关器件S5同步地被触发关断时的电流回路示意图。

图4为图1所示电路在负半波期间，第一开关器件S1、第六开关器件S6同步地被触发开通时的电流回路示意图。

具体实施方式

以下结合附图和具体实施方式进一步说明本发明。

如图1所述，所述的直流到交流转换电路包括：六个开关器件S1-S6、两个二极管D7-D8、两个电感L1-L2；其中第一开关器件S1、第二开关器件S2、第五开关器件S5、第六开关器件S6为金属氧化物半导体场效应管（MOSFET），第三开关器件S3、第四开关器件S4为绝缘栅双极型晶体管（IGBT）。

第一开关器件S1、第三开关器件S3、第五开关器件S5相串联且连接于电容C1两端，第二开关器件S2、第四开关器件S4、第六开关器件S6相串联且连接于电容两端C1；第七二极管D7负极连接于第三开关器件S3的集电极，正极连接于第四开关器件S4的发射极；第八二极管D8负极连接于第四开关器件S4的集电极，正极连接于第三开关器件S3的发射极；第一电感L1的第一端连接于第四开关器件S4的集电极及第八二极管D8负极；第二电感L2的第一端连接于第三开关器件S3的集电极及第七二极管D7负极，第一电感L1的第二端及第二电感L2的第二端连接于市电或交流负载。

当所述直流到交流转换电路以50Hz的市电输出频率来切换所述的第三开关器件S3及第四开关器件S4，第一开关器件S1、第二开关器件S2、第五开关器件S5及第六开关器件S6则在一个KHz范围内的高频调制脉冲信号和50Hz的信号触发，KHz范围高频调制脉冲信号例如为16KHz调制脉冲信号。

如图2所示，在供电电压的一个半波（正半波）中，第三开关器件S3接通，第二开关器件S2、第五开关器件S5同步地受高频调制脉冲信号触发，第一开关器件S1、第四开关器件S4、第六开关器件S6关断。如果第二开关器件S2、第五开关器件S5同步地被触发开通时，输出电流通过第二开关器件S2、第三开关器件S3、第五开关器件S5形成回路。如果第二开关器件S2、第五开关器件S5同步地被触发关断时，输出电流通过第三开关器件S3、第八二极管D8形成回路，如图3所示。

如图4所示，在供电电压的一个半波(负半波)中，第四开关器件S4接通，第一开关器件S1、第六开关器件S6同步地受高频调制脉冲信号触发，第二开关器件S2、第三开关器件S3、第五开关器件S5关断。如果第一开关器件S1、第六开关器件S6同步地被触发开通时，输出电流通过第一开关器件S1、第四开关器件S4、第六开关器件S6形成回路。如果第一开关器件S1、第六开关器件S6同步地被触发关断时，输出电流通过第四开关器件S4、第七二极管D7形成回路。

由此根据本发明借助于开关第一开关器件S1、第二开关器件S2、第五开关器件S5及第六开关器件S6，可以将负载电路从直流侧端子上脱离开，避免了输入端子上出现高频电压。

特别是通过开关第一开关器件S1和第六开关器件S6,或第二开关器件S2和第五开关器件S5的对称结构去分配电压，可以减小输出电流的共模成分。

另外通过这种转换电路，降低第一滤波电感L1和第二滤波电感L2中的电流波动并由此降低反复磁化损耗。

通过本发明可以实现一种低损耗、无变压器且输出共模电流成分小的直流到交流转换电路。

Claims

1.一种直流到交流转换电路，其特征在于，它包括：六个开关器件、两个二极管、两个电感；

2.根据权利要求1所述的直流到交流转换电路，其特征在于，所述第一开关器件、所述第二开关器件、所述第五开关器件及所述第六开关器件是选用对称的开关管。

3.根据权利要求1所述的直流到交流转换电路，其特征在于，所述的第三开关器件、第四开关器件为以50Hz的输出频率被触发的开关器件。

4.根据权利要求1所述的直流到交流转换电路，其特征在于，所述的第一开关器件、第二开关器件、第五开关器件及第六开关器件为以一个KHz范围内的脉冲信号和50Hz的信号触发的开关器件。

5.根据权利要求4所述的直流到交流转换电路，其特征在于，所述的一个KHz的脉冲信号为16KHZ的脉冲信号。