[实用新型]由功率MOSFET构成的双向导通的逆变器

说明书

技术领域

本实用新型属于逆变器领域，涉及低压、大电流感性负载逆变器，具体说是一种由功率MOSFET构成的双向导通的逆变器。

背景技术

传统的逆变器在感性负载时，当功率器件(如功率MOSFET)由导通状态转变为截止时，为了不使感性负载电流突变，无功电流通过同桥臂另一功率器件的体内二极管续流。当功率器件由截止状态转变为导通时，续流二极管流过反向恢复电流，这个反向恢复电流又流过开通的功率器件，这个电流不流经负载。所以，不是有功成分，但给正在开通的功率器件造成电流冲击。

因为功率MOSFET的导通电阻以毫欧计，所以，导通损耗仅在十瓦级，由于功率MOSFET的开通和关断时间仅数百纳秒，所以其开关损耗仅以瓦计。因此，低电压、大电流逆变器的功率器件首选功率MOSFET。但是功率MOSFET的体内二极管正向导通压降均在1.2-1.6伏之间，因此，在低占空比作PWM模式工作时，续流损耗比导通损耗加开关损耗之和高出一个数量级。为了解决这个问题，传统的方法是：在非调制侧增加功率MSOFET数量，以减小每个续流二极管中续流电流平均值来降低续流损耗；或者在非调制侧并联导通压降小的肖特基二极管来降低续流损耗。上述的传统方法既增加了成本，又对降低损耗的效果也不甚明显。

实用新型内容

本实用新型提供了一种低成本，高效率的由功率MOSFET构成的双向导通的逆变器。

为了达到上述目的，本实用新型采用了以下技术方案。

利用功率MOSFET在导通时允许双方电流通过的特点，在单边PWM模式时，其同桥臂另一侧的功率MOSFET做/PWM工作，使续流电流流过功率MOSFET。对于双侧PWM模式时，同样可使用互为/PWM模式工作。

本实用新型相对于现有技术，既不增加成本，又降低了续流损耗、提高了逆变器效率。

附图说明

图1为功率MOSFET构成的双向导通逆变器结构框图。

图2为功率MSOFET调制波形。

具体实施方式

参见图1所示，其中电感L为负载。信号DT1、DT2为所要加入的死区时间，若不加此死区时间容易造成上下管子直通而使电源短路。驱动信号V1加到Q6管子上，驱动信号V2加到Q3管子上。MOSFET工作在两两导通方式，导通顺序为Q1Q5→Q1Q6→Q2Q6→Q2Q4→Q3Q4→Q3Q5→Q1Q5，逆变桥的输出通过调整下桥PWM脉宽实现，PWM频率一般设置为15KHz以上。

当逆变桥工作在某一相时(假设Q2和Q6)，在每一个PWM周期内，有两种工作状态：

状态1：Q2和Q6导通，且Q6作PWM方式工作。电流I1经Q2、负载线圈L、Q6、到地。

状态2：Q6关断，Q3以/PWM方式导通，电流I2流经负载线圈L、Q2、Q3，此状态为续流状态。

通过分析和计算可以知道，当逆变桥利用上管体内二极管或利用肖特基二极管方式续流的时候，整个控制器的损耗要比利用开通MOSFET本身的工作方式要大很多。