[发明专利]单极性调制半桥式逆变器

说明书

技术领域

本发明涉及一种逆变器，尤其涉及一种单极性调制半桥式逆变器。

背景技术

随着能源危机和环境污染的日益加剧，分布式发电系统已成为当今研究的一个热点，而逆变器是分布式发电系统的一个重要组成部分。可靠性、功率密度和效率是衡量逆变器的重要指标。传统半桥逆变器由于只能采用双极性调制，与单极性调制相比，输出电压的谐波含量较大，因此，所需滤波器相对较大；当两个功率开关管有一个损坏时，则整个逆变器将无法工作，不具有冗余性；两个功率开关管在整个周期内高频开关，开关损耗较大。

发明内容

本发明要解决的技术问题是针对现有技术存在的缺陷提出一种单极性调制半桥式逆变器。

本发明一种单极性调制半桥式逆变器，包括输入分压电容电路、桥臂电路、滤波电路和单极性调制功率开关电路，其中输入分压电容电路包括电源、第一输入分压电容、和第二输入分压电容，其中电源的正极与第一输入分压电容的输入端连接后构成输入分压电容电路的正输出端，电源的负极与第二输入分压电容的输出端连接后构成输入分压电容电路的负输出端，第一输入分压电容的输出端与第二输入分压电容的输入端连接构成输入分压电容电路的中间端，所述中间端接地，其特征在于：

所述桥臂电路包括第一功率开关管和第二功率开关管，其中第一功率开关管的漏极接所述输入分压电容电路的正输出端，第二功率开关管的源极接所述输入分压电容电路的负输出端，第一功率开关管的源极接第二功率开关管的漏极构成桥臂电路的中间端；

所述滤波电路包括滤波电感、负载和滤波电容，其中滤波电感的输入端接所述输入分压电容电路的中间端，滤波电感的输出端分别与滤波电容和负载的输入端连接，滤波电容和负载的输出端接所述桥臂电路的中间端；

所述单极性调制功率开关电路包括第三功率开关管和第四功率开关管，其中第四功率开关管的漏极接所述输入分压电容电路的中间端，第四功率开关管的源极接第三功率开关管的源极，第三功率开关管的漏极接所述桥臂电路的中间端。

本发明采用单极性调制，减小了传统半桥逆变器滤波器体积和重量；当反向串联的功率开关管开路损坏时，可以采用传统半桥逆变器的控制方法，使该逆变器具有一定的冗余性；使各功率开关管在半个工频周期内高频开关且电压变化为一半的输入电压，减小了功率开关管的开关损耗。

附图说明

图1：本发明主电路原理图；

图2：本发明以感性负载为例的主要波形示意图；

图3：本发明处于开关模态1时的工作原理图；

图4：本发明处于开关模态2时的工作原理图；

图5：本发明处于开关模态3时的工作原理图；

图6：本发明控制原理图。

图中主要标号名称：U_ds1为第一功率开关管S₁漏极与源极之间的电压，U_ds2为第二功率开关管S₂漏极与源极之间的电压，U_ds3为第三功率开关管S₃漏极与源极之间的电压，U_ds4为第四功率开关管S₄漏极与源极之间的电压。

具体实施方式

如图1所示。一种单极性调制半桥式逆变器，包括输入分压电容电路1、桥臂电路2、滤波电路3和单极性调制功率开关电路4，其中输入分压电容电路1包括电源U_in、第一输入分压电容C₁、和第二输入分压电容C₂，其中电源U_in的正极与第一输入分压电容C₁的输入端连接后构成输入分压电容电路1的正输出端，电源U_in的负极与第二输入分压电容C₂的输出端连接后构成输入分压电容电路1的负输出端，第一输入分压电容C₁的输出端与第二输入分压电容C₂的输入端连接构成输入分压电容电路1的中间端，所述中间端接地，其特征在于：

所述桥臂电路2包括第一功率开关管S₁和第二功率开关管S₂，其中第一功率开关管S₁的漏极接所述输入分压电容电路1的正输出端，第二功率开关管S₂的源极接所述输入分压电容电路1的负输出端，第一功率开关管S₁的源极接第二功率开关管S₂的漏极构成桥臂电路2的中间端A；