[实用新型]微功耗直流逆变器

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种微功耗直流逆变器。 

背景技术

传统直流逆变器采用PWM脉宽调制的方法，电路拓朴有桥式、半桥式、推挽式、正激式、反激式等等，其工作方法是，首先不问青红皂白，把输入的一种直流电压全部变成高频率方波再说，然后用电感、电容滤波，变成交流电压，这种方法有以下毛病： 

1)采用脉宽调制的方法，高频率、大功率方波的产生过程，也就是强烈EMI干扰产生的过程，大功率直流逆变器相当于一个高频功率发射台，可以想见，所产生的干扰何其严重。 

2)功率变换过程中，输入功率的全部必须进行实际的功率变换，所有变换的功率必须通过磁芯变压器或电感传递才能到达输出端，损耗大，效率低。 

发明内容

针对传统逆变器上述两个毛病：一是产生强烈EMI干扰，二是效率低，本实用新型主功率器件工作在工频，无EMI干扰，同时采用宝塔波和电压切割法，使得整机效率达到99.9％以上。 

微功耗直流逆变器原理 

图1是微功耗直流逆变器工作原理示意图，工作过程如下； 

1)正弦波前10ms面积沿Y轴N等分，此处以4等分为例； 

2)每等分以下底为一边作4个长方形，堆累成塔形如图示； 

3)利用电容网络由输入直流电压产生宝塔波，这是实施直流逆变的第一步； 

4)用正弦波从内部切割此塔形，正弦波的幅值选择原则是，使得正弦波在内部刚好和宝塔波的直角边相切； 

5)宝塔波被切去多余部份后的实体，刚刚好是输出的正弦波电压Va； 

6)宝塔波切下来的多余部份打散、揉合，变换成正弦波电压Vb，与前述Va同时输出，产生输出电压Vo的前10ms波形； 

7)正弦波后10ms处理方法同上，产生输出电压Vo的后10ms波形。 

微功耗直流逆变器由一个电压切割电路和一个N阶电容网络组成，N阶电容网络的输出端接电压切割电路的输入端。电压切割电路由场效应管Q9、Q12组成，它们的源极接在一起，通过电阻R1接地，电容C8和电阻R1并联，场效应管Q9的漏极接电容网络的正极，场效应管Q12的漏极接电容网络的负极，场效应管Q9、Q12的驱动信号V12是幅值310V的正弦波信号。N阶电容网络由正、负双臂组成，电容网络的正臂由电容C1、C3、C5、C7和场效应管Q3、Q6、Q8、Q11组成，电容C1的正极接场效应管Q3的源极，场效应管Q3的漏极接二极管D1的阴极，电容C3的正极接场效应管Q6的源极，场效应管Q6的漏极接二极管D1的阳极和电容C1的负极，电容C5的正极接场效应管Q8的源极，场效应管Q8的漏极接二极管D3的阳极和电容C3的负极，电容C7的正极接场效应管Q11的源极，场效应管Q11的漏极接二极管D5的阳极和电容C5的负极，电容C7的负极接地，二极管D1、D3、D5的阴极同时接电容网络的正极，即场效应管Q9的漏极； 

电容网络的负臂由电容C2、C4、C6、C9和场效应管Q1、Q5、Q7、Q10组成，电容C2的负极接场效应管Q1的源极，场效应管Q1的漏极接二极管D2的阳极，电容C4的负极接场效应管Q6的源极，场效应管Q5的漏极接二极管D2的阴极和电容C2的正极，电容C6的负极接场效应管Q7的源极，场效应管Q7的漏极接二极管D4的 阴极和电容C4的正极，电容C9的负极接场效应管Q10的源极，场效应管Q10的漏极接二极管D3的阴极和电容C6的正极，电容C9的正极接地，二极管D2、D4、D6的阳极同时接电容网络的负极，即场效应管Q12的漏极； 

输入正直流电压V4的负极接地其正极接场效应管Q4的漏极，场效应管Q4的源极接场效应管Q9的漏极，输入负直流电压V6的正极接地，其负极接场效应管Q2的漏极，场效应管Q2的源极接场效应管Q12的漏极； 

栅极驱动信号V1、V2是市电同步方波信号，正臂驱动信号V13、V10、V8、V5和负臂驱动信号V11、V9、V7、V3也是市电同步方波信号，但脉宽以每2ms递减，延时以每1ms递增，场效应管Q9、Q12的驱动信号V12是幅值310V的正弦波信号。 

微功直流耗逆变器电路简单，容易实现，故障率低，安全可靠，最主要的特点是，所有器件工作在工频，不产生EMI干扰，也不产生高频损耗，效率高达99.9％，节能环保，成本、体积、重量、功耗都是传统逆变器的十分之一。 

附图说明

图1是宝塔波切割原理； 

图2是宝塔波产生电路； 

图3宝塔波的仿真波形