一種直流-交流變換電路及其控制方法
【專(zhuān)利摘要】本發(fā)明公開(kāi)了一種直流-交流變換電路，所述直流-交流變換電路包括升壓電感、升壓開(kāi)關(guān)管、整流二極管、第一至第四電容、逆變橋續(xù)流二極管、逆變橋、第一至第二輸出濾波電感。本發(fā)明還公開(kāi)了一種該直流-交流變換電路的控制方法。本發(fā)明利用升壓電路及逆變橋電路的不同逆變工作模式，可以最大程度地利用直流輸入源的電壓進(jìn)行逆變，減少了升壓電路的工作電流以及降低了逆變橋回路中各元件的開(kāi)通及關(guān)斷應(yīng)力，減少升壓電路的主要元件的工作損耗，同時(shí)也降低逆變橋電路中元件的開(kāi)關(guān)損耗，從而便于提高效率及功率密度。
【專(zhuān)利說(shuō)明】一種直流-交流變換電路及其控制方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及開(kāi)關(guān)電源，尤其是一種直流-交流變換電路及其控制方法。
【背景技術(shù)】
[0002]在現(xiàn)有的直流-交流變換應(yīng)用場(chǎng)合，如光伏逆變器等，當(dāng)輸入的直流(DC)源電壓不夠高的時(shí)候，或者輸入范圍較寬的情況下，都會(huì)采用升壓(boost)電路加逆變變換電路。這種變換電路工作的時(shí)候，前級(jí)升壓電路的功率元件需要承受所有的工作電流，后級(jí)工作的時(shí)候，在整個(gè)輸出電壓范圍，又需要將母線電壓進(jìn)行降壓逆變，所以功率管的損耗較大。因此有必要設(shè)計(jì)出一種新的電路，可以盡可能的直接利用DC源輸入電壓進(jìn)行逆變，當(dāng)需要高于輸入電壓的母線電壓時(shí)，再啟動(dòng)或者利用升壓后的高壓母線的能量，獲取更高的性?xún)r(jià)比。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明的目的在于提供一種直流-交流變換電路及其控制方法，彌補(bǔ)上述現(xiàn)有技術(shù)的不足。
[0004]為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用以下技術(shù)方案:
[0005]一種直流-交流變換電路，包括升壓電感、升壓開(kāi)關(guān)管、整流二極管、第一至第四電容、逆變橋續(xù)流二極管、逆變橋、第一至第二輸出濾波電感；
[0006]其中，所述升壓電感的一端與直流電源的正輸入端相連，另外一端與所述升壓開(kāi)關(guān)管的漏極及所述整流二極管的陽(yáng)極相連；所述升壓開(kāi)關(guān)管的源極與直流電源的負(fù)輸入端相連；所述整流二極管的陰極與所述第二電容的正極相連；所述第二電容的負(fù)極與直流電源的正輸入端相連；所述第四電容與所述第一電容并聯(lián)，所述第四電容的正極與所述第一電容的正極與直流電源的正輸入端相連，所述第四電容的負(fù)極與所述第一電容的負(fù)極與直流電源的負(fù)輸入端相連；所述逆變橋包含第一、第三至第六開(kāi)關(guān)管，所述第一開(kāi)關(guān)管的漏極與第二電容的正極相連，其源極與所述逆變橋續(xù)流二極管的陰極相連；所述逆變橋續(xù)流二極管的陽(yáng)極與所述第一電容的正極相連；所述第三開(kāi)關(guān)管的漏極與所述逆變橋續(xù)流二極管的陰極相連，其源極與所述第四開(kāi)關(guān)管的漏極相連，同時(shí)與第一輸出濾波電感的輸入端相連；所述第四開(kāi)關(guān)管的源極與直流電源的負(fù)輸入端相連；所述第五開(kāi)關(guān)管的漏極與所述逆變橋續(xù)流二極管的陰極相連，其源極與所述第六開(kāi)關(guān)管的漏極相連，同時(shí)與所述第二輸出濾波電感的輸入端相連；所述第六開(kāi)關(guān)管的源極與直流電源的負(fù)輸入端相連；所述第三電容的一端與所述第一輸出濾波電感的輸出端相連，所述第三電容的另一端與所述第二輸出濾波電感的輸出端相連。
[0007]所述第一、第三至第六開(kāi)關(guān)管可以但不限于為MOSFET或IGBT。
[0008]一種所述的直流-交流變換電路的控制方法，按照輸入直流電壓與逆變輸出交流電壓的電平關(guān)系，將工作區(qū)定義為四個(gè)區(qū)域，在逆變電壓正半波時(shí)，幅值低于輸入直流電壓的區(qū)域稱(chēng)之為I區(qū)，高于輸入直流電壓的區(qū)域稱(chēng)之為2區(qū)，在逆變電壓負(fù)半波時(shí)，幅值絕對(duì)值低于輸入直流電壓的區(qū)域稱(chēng)之為3區(qū)，高于輸入直流電壓的區(qū)域稱(chēng)之為4區(qū)，當(dāng)處于I區(qū)及3區(qū)時(shí)，所述第三至第六開(kāi)關(guān)管按照H橋控制方法進(jìn)行工作，當(dāng)處于2區(qū)及4區(qū)時(shí)，所述第一開(kāi)關(guān)管進(jìn)行PWM控制，所述第三、第六開(kāi)關(guān)管常通或者所述第五、第四開(kāi)關(guān)管常通，當(dāng)所述第一開(kāi)關(guān)管關(guān)閉時(shí)，通過(guò)所述逆變橋續(xù)流二極管從直流電源續(xù)流。
[0009]優(yōu)選地，當(dāng)逆變輸出電壓的波形幅值處于1、2區(qū)或者3、4區(qū)的交界區(qū)域時(shí)，所述第一開(kāi)關(guān)管進(jìn)行PWM控制，當(dāng)所述第一開(kāi)關(guān)管開(kāi)通時(shí)，所述第三、第六開(kāi)關(guān)管或者所述第五、第四開(kāi)關(guān)管開(kāi)通，當(dāng)?shù)谝婚_(kāi)關(guān)管關(guān)閉后，所述第四、第六開(kāi)關(guān)管導(dǎo)通進(jìn)行續(xù)流或者利用其反并二極管進(jìn)行續(xù)流，或者續(xù)流期間將第六開(kāi)關(guān)管或第四開(kāi)關(guān)管關(guān)閉，維持所述第五、第三開(kāi)關(guān)管開(kāi)通，以達(dá)到續(xù)流目的。
[0010]一種直流-交流變換電路，包括升壓電感、升壓開(kāi)關(guān)管、整流二極管、第一至第四電容、第二開(kāi)關(guān)管、逆變橋、第一至第二輸出濾波電感；
[0011]其中，所述升壓電感的一端與直流電源的正輸入端相連，另外一端與所述升壓開(kāi)關(guān)管的漏極及所述整流二極管的陽(yáng)極相連；所述升壓開(kāi)關(guān)管的源極與直流電源的負(fù)輸入端相連；所述整流二極管的陰極與所述第二電容的正極相連；所述第二電容的負(fù)極與直流電源的正輸入端相連；所述第四電容與所述第一電容并聯(lián)，所述第四電容的正極與所述第一電容的正極與直流電源的正輸入端相連，所述第四電容的負(fù)極與所述第一電容的負(fù)極與直流電源的負(fù)輸入端相連；所述逆變橋包含第一、第三至第六開(kāi)關(guān)管，所述第一開(kāi)關(guān)管的漏極與第二電容的正極相連，其源極與所述第二開(kāi)關(guān)管的漏極相連；所述第二開(kāi)關(guān)管的源極與所述第一電容的正極相連；所述第三開(kāi)關(guān)管的漏極與所述第二開(kāi)關(guān)管的漏極相連，其源極與所述第四開(kāi)關(guān)管的漏極相連，同時(shí)與第一輸出濾波電感的輸入端相連；所述第四開(kāi)關(guān)管的源極與直流電源的負(fù)輸入端相連；所述第五開(kāi)關(guān)管的漏極與所述第二開(kāi)關(guān)管的漏極相連，其源極與所述第六開(kāi)關(guān)管的漏極相連，同時(shí)與所述第二輸出濾波電感的輸入端相連；所述第六開(kāi)關(guān)管的源極與直流電源的負(fù)輸入端相連；所述第三電容的一端與所述第一輸出濾波電感的輸出端相連，所述第三電容的另一端與所述第二輸出濾波電感的輸出端相連。
[0012]所述第一至第六開(kāi)關(guān)管可以但不限于為MOSFET或IGBT。
[0013]按照輸入直流電壓與逆變輸出交流電壓的電平關(guān)系，將工作區(qū)定義為四個(gè)區(qū)域，在逆變電壓正半波時(shí)，幅值低于輸入直流電壓的區(qū)域稱(chēng)之為I區(qū)，高于輸入直流電壓的區(qū)域稱(chēng)之為2區(qū)，當(dāng)處于I區(qū)及3區(qū)時(shí)，所述第二開(kāi)關(guān)管開(kāi)通或者關(guān)閉但通過(guò)其反并二極管導(dǎo)通，所述第三至第六開(kāi)關(guān)管按照H橋控制方法進(jìn)行工作，當(dāng)處于2區(qū)及4區(qū)，所述第一開(kāi)關(guān)管進(jìn)行PWM控制，所述第三、第六開(kāi)關(guān)管常通或者所述第五、第四開(kāi)關(guān)管常通，當(dāng)所述第一開(kāi)關(guān)管關(guān)閉時(shí)，所述第二開(kāi)關(guān)管可以開(kāi)通以通過(guò)所述第二開(kāi)關(guān)管從直流電源續(xù)流。
[0014]優(yōu)選地，當(dāng)逆變輸出電壓的波形幅值處于1、2區(qū)或者3、4區(qū)的交界區(qū)域時(shí)，所述第一開(kāi)關(guān)管進(jìn)行PWM控制，當(dāng)所述第一開(kāi)關(guān)管開(kāi)通時(shí)，所述第三、第六開(kāi)關(guān)管或者所述第五、第四開(kāi)關(guān)管開(kāi)通，當(dāng)?shù)谝婚_(kāi)關(guān)管關(guān)閉后，所述第四、第六開(kāi)關(guān)管導(dǎo)通進(jìn)行續(xù)流或者利用其反并二極管進(jìn)行續(xù)流，或者續(xù)流期間將第六開(kāi)關(guān)管或第四開(kāi)關(guān)管關(guān)閉，維持所述第五、第三開(kāi)關(guān)管開(kāi)通，以達(dá)到續(xù)流目的。
[0015]本發(fā)明的有益技術(shù)效果:
[0016]根據(jù)本發(fā)明的直流-交流變換電路及其控制方法，利用升壓電路及逆變橋電路的不同逆變工作模式，可以最大程度地利用直流輸入源的電壓進(jìn)行逆變，減少了升壓電路的工作電流以及降低了逆變橋回路中各元件的開(kāi)通及關(guān)斷應(yīng)力，減少升壓電路的主要元件的工作損耗，同時(shí)也降低逆變橋電路中元件的開(kāi)關(guān)損耗，從而便于提高效率及功率密度，也有助于逆變電路的工作頻率提高，減小體積。本發(fā)明在中小功率的逆變器有明顯優(yōu)勢(shì)。
【專(zhuān)利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0017]圖1是本發(fā)明直流-交流變換電路實(shí)施例一的電路圖；
[0018]圖2是本發(fā)明實(shí)施例逆變工作區(qū)域模式劃分示意圖；
[0019]圖3是本發(fā)明實(shí)施例逆變橋PWM驅(qū)動(dòng)時(shí)序不意圖；
[0020]圖4是本發(fā)明直流-交流變換電路實(shí)施例二的電路圖。
【具體實(shí)施方式】
[0021]以下結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的實(shí)施例作詳細(xì)說(shuō)明。應(yīng)該強(qiáng)調(diào)的是，下述說(shuō)明僅僅是示例性的，而不是為了限制本發(fā)明的范圍及其應(yīng)用。
[0022]實(shí)施例一
[0023]如圖1所示的直流交流變換電路，包括升壓電感L1、升壓開(kāi)關(guān)管Q7、整流二極管D8、第一至第四電容Cl、C2、C3、C4、逆變橋續(xù)流二極管D2、逆變橋、第一至第二輸出濾波電感 L2、L3。
[0024]在該直流交流變換電路中，所述升壓電感LI的一端與直流電源的正輸入端相連，另外一端與所述升壓開(kāi)關(guān)管Q7漏極及所述整流二極管D8陽(yáng)極相連；所述升壓開(kāi)關(guān)管Q7的源極與直流電源DC輸入的負(fù)輸入端相連；所述整流二極管D8的陰極通過(guò)正母線bus與所述第二電容C2的正極相連；所述第二電容C2的負(fù)極與直流電源的正輸入端相連；所述第四電容C4與所述第一電容Cl并聯(lián)，所述第四電容C4的正極與所述第一電容Cl的正極與直流電源的正輸入端相連，所述第四電容C4的負(fù)極與所述第一電容Cl的負(fù)極與直流電源的負(fù)輸入端相連；所述逆變橋包含第一、第三至第六開(kāi)關(guān)管Ql、Q3、Q4、Q5、Q6，所述第一開(kāi)關(guān)管Ql的漏極與第二電容的正極相連，其源極與所述逆變橋續(xù)流二極管D2的陰極相連；所述逆變橋續(xù)流二極管D2的陽(yáng)極與所述第一電容Cl的正極相連；所述第三開(kāi)關(guān)管Q3的漏極與所述逆變橋續(xù)流二極管D2的陰極相連，其源極與所述第四開(kāi)關(guān)管Q4的漏極相連，同時(shí)與第一輸出濾波電感L2的輸入端相連；所述第四開(kāi)關(guān)管Q4的源極與直流電源的負(fù)輸入端相連；所述第五開(kāi)關(guān)管Q5的漏極與所述逆變橋續(xù)流二極管D2的陰極相連，其源極與所述第六開(kāi)關(guān)管Q6的漏極相連，同時(shí)與所述第二輸出濾波電感L3的輸入端相連；所述第六開(kāi)關(guān)管Q6的源極與直流電源的負(fù)輸入端相連；所述第三電容C3的一端與所述第一輸出濾波電感L2的輸出端相連,所述第三電容C3的另一端與所述第二輸出濾波電感L3的輸出端相連。
[0025]為了討論方便，假設(shè)直流輸入電壓值記為Vin，逆變所需最高母線電壓為Vbus ;逆變過(guò)程中的線路雜項(xiàng)壓降及開(kāi)關(guān)元件導(dǎo)通壓降總計(jì)為Vloss ;D為逆變PWM信號(hào)的開(kāi)通占空比；則逆變輸出電壓的變換關(guān)系的實(shí)質(zhì)是Vout= (Vbus-Vloss)*D或者Vout= (Vin-Vloss)*D，即對(duì)逆變前的電壓進(jìn)行降壓處理。
[0026]當(dāng)輸入電壓Vin值低于Vbus時(shí)，在圖1所示的的電路中，可以給逆變市電路提供兩種逆變電壓，一種就是未進(jìn)行升壓處理的Vin，另外一種則是將直流輸入Vin進(jìn)行升壓處理為Vbus。如圖2所示，當(dāng)逆變輸出的波形處于正半波①區(qū)域時(shí)候，此時(shí)開(kāi)關(guān)管Ql，Q4, Q5的驅(qū)動(dòng)信號(hào)一直為低，即一直關(guān)斷，開(kāi)關(guān)管Q6的驅(qū)動(dòng)信號(hào)一直為高電平，即一直導(dǎo)通；開(kāi)關(guān)管Q3在PWM驅(qū)動(dòng)信號(hào)的高電平信號(hào)時(shí)候?qū)?，同時(shí)D2受正向偏置而導(dǎo)通；電流從直流電源經(jīng)過(guò)D2，開(kāi)關(guān)管Q3，電感L2，負(fù)載，電感L3，開(kāi)關(guān)管Q6形成回路，當(dāng)開(kāi)關(guān)管Q3的PWM驅(qū)動(dòng)信號(hào)變?yōu)榈碗娖叫盘?hào)時(shí)候，電流從直流電源經(jīng)過(guò)D2，開(kāi)關(guān)管Q4的反并二極管(也可以在利用與開(kāi)關(guān)管Q3互補(bǔ)的PWM驅(qū)動(dòng)信號(hào)導(dǎo)通)，電感L2，負(fù)載，電感L3，開(kāi)關(guān)管Q6形成續(xù)流回路；在此區(qū)域的時(shí)候，根據(jù)控制器的采樣信號(hào)反饋處理，調(diào)整占空比D的大小。當(dāng)逆變輸出的波形處于負(fù)半波③區(qū)域時(shí)候，此時(shí)開(kāi)關(guān)管Ql，Q3, Q6的驅(qū)動(dòng)信號(hào)一直為低，即一直關(guān)斷，開(kāi)關(guān)管Q4的驅(qū)動(dòng)信號(hào)一直為高電平，即一直導(dǎo)通；開(kāi)關(guān)管Q5在PWM驅(qū)動(dòng)信號(hào)的高電平信號(hào)時(shí)候?qū)?，同時(shí)D2受正向偏置而導(dǎo)通；電流從直流電源經(jīng)過(guò)D2，開(kāi)關(guān)管Q5，電感L2，負(fù)載，電感L3，開(kāi)關(guān)管Q4形成回路，當(dāng)開(kāi)關(guān)管Q3的PWM驅(qū)動(dòng)信號(hào)變?yōu)榈碗娖叫盘?hào)時(shí)候，電流從直流電源經(jīng)過(guò)D2，開(kāi)關(guān)管Q6的反并二極管(也可以在利用與開(kāi)關(guān)管Q5互補(bǔ)的PWM驅(qū)動(dòng)信號(hào)導(dǎo)通)，電感L2，負(fù)載，電感L3，開(kāi)關(guān)管Q4形成續(xù)流回路；綜合全過(guò)程來(lái)看，即此時(shí)段是對(duì)Vin進(jìn)行降壓處理，Vout= (Vin-Vloss)^D ;同時(shí)在該區(qū)域，由于無(wú)需利用升壓的電源，所以升壓電路的損耗減少，同時(shí)，逆變橋在開(kāi)關(guān)過(guò)程中的壓降相對(duì)Vbus降低很多，所以開(kāi)關(guān)損耗減少。
[0027]當(dāng)逆變輸出的波形處于正半波②區(qū)域時(shí)候，此時(shí)開(kāi)關(guān)管Q4，Q5的驅(qū)動(dòng)信號(hào)一直為低，即一直關(guān)斷；開(kāi)關(guān)管Q6,Q3的驅(qū)動(dòng)信號(hào)一直為高電平，即一直導(dǎo)通；開(kāi)關(guān)管Ql在PWM驅(qū)動(dòng)信號(hào)的高電平信號(hào)時(shí)候?qū)?，電流從直流電源?jīng)過(guò)開(kāi)關(guān)管Q1，開(kāi)關(guān)管Q3，電感L2，負(fù)載，電感L3，開(kāi)關(guān)管Q6形成回路，當(dāng)Ql的PWM驅(qū)動(dòng)信號(hào)變?yōu)榈碗娖叫盘?hào)時(shí)候，同時(shí)D2受正向偏置而導(dǎo)通續(xù)流；電流從直流電源經(jīng)過(guò)D2，開(kāi)關(guān)管Q3，電感L2，負(fù)載，電感L3，開(kāi)關(guān)管Q6形成續(xù)流回路；在此區(qū)域的時(shí)候，根據(jù)控制器的采樣信號(hào)反饋處理，調(diào)整占空比D的大小，滿(mǎn)足對(duì)輸出電壓的控制。同理，當(dāng)逆變輸出的波形處于正半波④區(qū)域時(shí)候，此時(shí)開(kāi)關(guān)管Q6，Q3的驅(qū)動(dòng)信號(hào)一直為低，即一直關(guān)斷；開(kāi)關(guān)管Q4, Q5的驅(qū)動(dòng)信號(hào)一直為高電平，即一直導(dǎo)通；開(kāi)關(guān)管Ql在PWM驅(qū)動(dòng)信號(hào)的高電平信號(hào)時(shí)候?qū)?，電流從直流電源?jīng)過(guò)開(kāi)關(guān)管Q1，開(kāi)關(guān)管Q5，電感L2，負(fù)載，電感`L3，開(kāi)關(guān)管Q4形成回路，當(dāng)開(kāi)關(guān)管Ql的PWM驅(qū)動(dòng)信號(hào)變?yōu)榈碗娖叫盘?hào)時(shí)候，同時(shí)D2受正向偏置而導(dǎo)通續(xù)流；電流從直流電源經(jīng)過(guò)D2，開(kāi)關(guān)管Q5，電感L2，負(fù)載，電感L3，開(kāi)關(guān)管Q4形成續(xù)流回路。綜合全過(guò)程來(lái)看，即此時(shí)段可以看作是對(duì)Vbus進(jìn)行降壓處理，即Vout= (Vin-Vloss) + (Vbus-Vin-Vloss) *D ;在該區(qū)域,其續(xù)流電壓的平臺(tái)是Vin，傳統(tǒng)的此類(lèi)逆變橋續(xù)流電壓為0，相對(duì)來(lái)說(shuō)電壓躍變范圍大大減小，開(kāi)關(guān)管Ql的開(kāi)關(guān)損耗降低很多。
[0028]此外，當(dāng)逆變輸出的波形處于正半波①②，②①交界區(qū)域或者處于正半波③④，④③交界區(qū)域時(shí)，開(kāi)關(guān)管Ql開(kāi)通時(shí)可以采用與區(qū)域②或者區(qū)域④一致的時(shí)序控制方法；當(dāng)開(kāi)關(guān)管Ql關(guān)斷后，此時(shí)不能以Vin作為續(xù)流平臺(tái)，因此，開(kāi)關(guān)管Q3或者開(kāi)關(guān)管Q5必須關(guān)斷，以切斷與Vin的通路；同時(shí)開(kāi)關(guān)管Q4，Q6維持導(dǎo)通來(lái)進(jìn)行續(xù)流，Vout=(Vbus-Vloss)*D。因此區(qū)間較短，相關(guān)圖形顯示在圖3中僅表示有此工作模式和過(guò)渡過(guò)程。
[0029]當(dāng)輸入電壓Vin值等于Vbus時(shí)，即無(wú)需啟動(dòng)升壓；此時(shí)開(kāi)關(guān)管Ql無(wú)需開(kāi)通，其逆變工作與傳統(tǒng)的H橋一致。在此就不再累贅敘述。
[0030]綜上所述，當(dāng)輸入電壓Vin值低于Vbus時(shí)，即需要啟動(dòng)前級(jí)的升壓電路時(shí)，采用本轉(zhuǎn)換電路，同時(shí)按照相關(guān)的工作控制方法，就可以明顯減少升壓電路的損耗，充分利用直流輸入源的電壓，同時(shí)又可以減低后級(jí)逆變橋的開(kāi)關(guān)損耗，所以有利于逆變橋PWM頻率的提高，即整個(gè)電路實(shí)現(xiàn)高頻化，縮小逆變器的體積，提高功率密度。通過(guò)計(jì)算及仿真，當(dāng)直流輸入源的電壓介于逆變所需最高母線電壓(Vbus)的0.333到0.866之間時(shí)候，啟動(dòng)對(duì)應(yīng)的工作模式降低開(kāi)關(guān)損耗的成效顯著。
[0031]實(shí)施例二
[0032]如圖4所示，是本發(fā)明的另外一種實(shí)施例，其與區(qū)別在于電路中的開(kāi)關(guān)管Q2代替了實(shí)施例一的D2。當(dāng)逆變輸出波形處于前述的①③區(qū)域時(shí)候，開(kāi)關(guān)管Q2可以被施加高電平一直導(dǎo)通，相當(dāng)于實(shí)施例一的同步整流。在前述的②④區(qū)域時(shí)候，當(dāng)需要續(xù)流的時(shí)候，開(kāi)關(guān)管Q2可以被施加與開(kāi)關(guān)管Ql互補(bǔ)的PWM驅(qū)動(dòng)信號(hào)來(lái)導(dǎo)通。其他的部分與實(shí)施例一無(wú)區(qū)另U，所以不再次累述。
[0033]本發(fā)明中的開(kāi)關(guān)管可以是各類(lèi)用驅(qū)動(dòng)信號(hào)控制其通斷的雙向?qū)ǖ母咚匍_(kāi)關(guān)，如MOSFET或IGBT等，而不僅限于圖中所表示的功率半導(dǎo)體開(kāi)關(guān)。
[0034]以上內(nèi)容是結(jié)合具體的優(yōu)選實(shí)施方式對(duì)本發(fā)明所作的進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明，不能認(rèn)定本發(fā)明的具體實(shí)施只局限于這些說(shuō)明。對(duì)于本發(fā)明所屬【技術(shù)領(lǐng)域】的普通技術(shù)人員來(lái)說(shuō)，在不脫離本發(fā)明構(gòu)思的前提下，還可以做出若干簡(jiǎn)單推演或替換，都應(yīng)當(dāng)視為屬于本發(fā)明的保護(hù)范圍。
【權(quán)利要求】
1.一種直流-交流變換電路，其特征在于，包括升壓電感、升壓開(kāi)關(guān)管、整流二極管、第一至第四電容、逆變橋續(xù)流二極管、逆變橋、第一至第二輸出濾波電感； 其中，所述升壓電感的一端與直流電源的正輸入端相連，另外一端與所述升壓開(kāi)關(guān)管的漏極及所述整流二極管的陽(yáng)極相連；所述升壓開(kāi)關(guān)管的源極與直流電源的負(fù)輸入端相連；所述整流二極管的陰極與所述第二電容的正極相連；所述第二電容的負(fù)極與直流電源的正輸入端相連；所述第四電容與所述第一電容并聯(lián)，所述第四電容的正極與所述第一電容的正極與直流電源的正輸入端相連，所述第四電容的負(fù)極與所述第一電容的負(fù)極與直流電源的負(fù)輸入端相連；所述逆變橋包含第一、第三至第六開(kāi)關(guān)管，所述第一開(kāi)關(guān)管的漏極與第二電容的正極相連，其源極與所述逆變橋續(xù)流二極管的陰極相連；所述逆變橋續(xù)流二極管的陽(yáng)極與所述第一電容的正極相連；所述第三開(kāi)關(guān)管的漏極與所述逆變橋續(xù)流二極管的陰極相連，其源極與所述第四開(kāi)關(guān)管的漏極相連，同時(shí)與第一輸出濾波電感的輸入端相連；所述第四開(kāi)關(guān)管的源極與直流電源的負(fù)輸入端相連；所述第五開(kāi)關(guān)管的漏極與所述逆變橋續(xù)流二極管的陰極相連，其源極與所述第六開(kāi)關(guān)管的漏極相連，同時(shí)與所述第二輸出濾波電感的輸入端相連；所述第六開(kāi)關(guān)管的源極與直流電源的負(fù)輸入端相連；所述第三電容的一端與所述第一輸出濾波電感的輸出端相連，所述第三電容的另一端與所述第二輸出濾波電感的輸出端相連。
2.如權(quán)利要求1所述的直流-交流變換電路，其特征在于，所述第一、第三至第六開(kāi)關(guān)管為 MOSFET 或 IGBT。
3.—種如權(quán)利要求1所述的直流-交流變換電路的控制方法，其特征在于，按照輸入直流電壓與逆變輸出交流電壓的電平關(guān)系，將工作區(qū)定義為四個(gè)區(qū)域，在逆變電壓正半波時(shí)，幅值低于輸入直流電壓的區(qū)域稱(chēng)之為I區(qū)，高于輸入直流電壓的區(qū)域稱(chēng)之為2區(qū)，在逆變電壓負(fù)半波時(shí)，幅值絕對(duì)值低于輸入直流電壓的區(qū)域稱(chēng)之為3區(qū)，高于輸入直流電壓的區(qū)域稱(chēng)之為4區(qū)，當(dāng)處于I區(qū) 及3區(qū)時(shí)，所述第三至第六開(kāi)關(guān)管按照H橋控制方法進(jìn)行工作，當(dāng)處于2區(qū)及4區(qū)時(shí)，所述第一開(kāi)關(guān)管進(jìn)行PWM控制，所述第三、第六開(kāi)關(guān)管常通或者所述第五、第四開(kāi)關(guān)管常通，當(dāng)所述第一開(kāi)關(guān)管關(guān)閉時(shí)，通過(guò)所述逆變橋續(xù)流二極管從直流電源續(xù)流。
4.如權(quán)利要求3所述的控制方法，其特征在于，當(dāng)逆變輸出電壓的波形幅值處于1、2區(qū)或者3、4區(qū)的交界區(qū)域時(shí)，所述第一開(kāi)關(guān)管進(jìn)行PWM控制，當(dāng)所述第一開(kāi)關(guān)管開(kāi)通時(shí)，所述第三、第六開(kāi)關(guān)管或者所述第五、第四開(kāi)關(guān)管開(kāi)通，當(dāng)?shù)谝婚_(kāi)關(guān)管關(guān)閉后，所述第四、第六開(kāi)關(guān)管導(dǎo)通進(jìn)行續(xù)流或者利用其反并二極管進(jìn)行續(xù)流，或者續(xù)流期間將第六開(kāi)關(guān)管或第四開(kāi)關(guān)管關(guān)閉，維持所述第五、第三開(kāi)關(guān)管開(kāi)通，以達(dá)到續(xù)流目的。
5.一種直流-交流變換電路，其特征在于，包括升壓電感、升壓開(kāi)關(guān)管、整流二極管、第一至第四電容、第二開(kāi)關(guān)管、逆變橋、第一至第二輸出濾波電感； 其中，所述升壓電感的一端與直流電源的正輸入端相連，另外一端與所述升壓開(kāi)關(guān)管的漏極及所述整流二極管的陽(yáng)極相連；所述升壓開(kāi)關(guān)管的源極與直流電源的負(fù)輸入端相連；所述整流二極管的陰極與所述第二電容的正極相連；所述第二電容的負(fù)極與直流電源的正輸入端相連；所述第四電容與所述第一電容并聯(lián)，所述第四電容的正極與所述第一電容的正極與直流電源的正輸入端相連，所述第四電容的負(fù)極與所述第一電容的負(fù)極與直流電源的負(fù)輸入端相連；所述逆變橋包含第一、第三至第六開(kāi)關(guān)管，所述第一開(kāi)關(guān)管的漏極與第二電容的正極相連，其源極與所述第二開(kāi)關(guān)管的漏極相連；所述第二開(kāi)關(guān)管的源極與所述第一電容的正極相連；所述第三開(kāi)關(guān)管的漏極與所述第二開(kāi)關(guān)管的漏極相連，其源極與所述第四開(kāi)關(guān)管的漏極相連，同時(shí)與第一輸出濾波電感的輸入端相連；所述第四開(kāi)關(guān)管的源極與直流電源的負(fù)輸入端相連；所述第五開(kāi)關(guān)管的漏極與所述第二開(kāi)關(guān)管的漏極相連，其源極與所述第六開(kāi)關(guān)管的漏極相連，同時(shí)與所述第二輸出濾波電感的輸入端相連；所述第六開(kāi)關(guān)管的源極與直流電源的負(fù)輸入端相連；所述第三電容的一端與所述第一輸出濾波電感的輸出端相連，所述第三電容的另一端與所述第二輸出濾波電感的輸出端相連。
6.如權(quán)利要求5所述的直流-交流變換電路，其特征在于，所述第一至第六開(kāi)關(guān)管為MOSFET 或 IGBT。
7.—種如權(quán)利要求5所述的直流-交流變換電路的控制方法，其特征在于，按照輸入直流電壓與逆變輸出交流電壓的電平關(guān)系，將工作區(qū)定義為四個(gè)區(qū)域，在逆變電壓正半波時(shí)，幅值低于輸入直流電壓的區(qū)域稱(chēng)之為I區(qū)，高于輸入直流電壓的區(qū)域稱(chēng)之為2區(qū)，當(dāng)處于I區(qū)及3區(qū)時(shí)，所述第二開(kāi)關(guān)管開(kāi)通或者關(guān)閉但通過(guò)其反并二極管導(dǎo)通，所述第三至第六開(kāi)關(guān)管按照H橋控制方法進(jìn)行工作，當(dāng)處于2區(qū)及4區(qū)，所述第一開(kāi)關(guān)管進(jìn)行PWM控制，所述第三、第六開(kāi)關(guān)管常通或者所述第五、第四開(kāi)關(guān)管常通，當(dāng)所述第一開(kāi)關(guān)管關(guān)閉時(shí)，所述第二開(kāi)關(guān)管可以開(kāi)通以通過(guò)所述第二開(kāi)關(guān)管從直流電源續(xù)流。
8.如權(quán)利要求7所述的控制方法，其特征在于，當(dāng)逆變輸出電壓的波形幅值處于1、2區(qū)或者3、4區(qū)的交界區(qū)域時(shí)，所述第一開(kāi)關(guān)管進(jìn)行PWM控制，當(dāng)所述第一開(kāi)關(guān)管開(kāi)通時(shí)，所述第三、第六開(kāi)關(guān)管或者所述第五、第四開(kāi)關(guān)管開(kāi)通，當(dāng)?shù)谝婚_(kāi)關(guān)管關(guān)閉后，所述第四、第六開(kāi)關(guān)管導(dǎo)通進(jìn)行續(xù)流或者利用其反并二極管進(jìn)行續(xù)流，或者續(xù)流期間將第六開(kāi)關(guān)管或第四開(kāi)關(guān)管關(guān)閉，維持所述第五、第 三開(kāi)關(guān)管開(kāi)通，以達(dá)到續(xù)流目的。
【文檔編號(hào)】H02M7/537GK103812373SQ201410021150
【公開(kāi)日】2014年5月21日 申請(qǐng)日期:2014年1月16日 優(yōu)先權(quán)日:2014年1月16日
【發(fā)明者】李倫全 申請(qǐng)人:深圳市保益新能電氣有限公司