[发明专利]逆变电路

说明书

技术领域

本发明涉及逆变电路。

背景技术

现有的三电平逆变拓扑有以下缺点：①控制较复杂,需要PWM波去控制四个开关管。②输出的正弦波比两电平逆变拓扑输出的正弦波反应慢。电感中电流的下降率与电感的两端电压有关，即 U=L*di/dt。两电平逆变拓扑的续流回路是通过包括有滤波电容和充电电容的回路进行续流，电感两端电压为滤波电容的即时电压加上充电电容两端的电压，电流变化率di/dt较大。而三电平逆变拓扑的续流回路只通过滤波电容，不通过充电电容，所以电感两端电压只是滤波电容的即时电压，电流变化率di/dt较两电平逆变拓扑的小，反应慢。③它也要求输入的电压要高于输出的电压，才能保证输出的波形。

发明内容

本发明的主要目的是提供一种同时具有两电平逆变拓扑和三电平逆变拓扑的优点的逆变电路。

一种逆变电路，包括充电电容、第一开关管、第一电感、与所述第一电感紧密耦合的第二电感、第二开关管和第三开关管和滤波电容；所述第一开关管连接在第一充电电容正端和第一电感的输入端之间；所述第二电感的输入端与第一电感的输出端相连，其输出端与充电电容负端相连；所述第二开关管与第三开关管的串联支路的一端与所述第一电感的输入端相连，其另一端与所述第二电感的输出端相连；所述滤波电容的一端与所述第一电感的输出端相连，其另一端与所述第二开关管和第三开关管的连接点相连。

所述第二开关管与第三开关管为单向导通开关，第二开关管与第三开关管串联连接，第二开关管的负端与所述第一电感的输入端相连，第三开关管的正端与所述第二电感的输出端相连。

所述第二开关管与第三开关管为晶闸管SCR。

所述第二开关管也可以为相串联的第二IGBT和第二二极管，所述第二IGBT的集电极与滤波电容第二端相连，发射极与第二二极管的阳极相连，第二二极管的阴极与第一电感输入端相连；所述第三开关管为相串联的第三IGBT和第三二极管，所述第三IGBT的集电极与第三二极管的阴极相连，发射极与滤波电容第二端相连，所述第三二极管的阳极与第二电感输出端相连。

作为本发明电路的一个改进：所述第一电感和第二电感的特性相同。

所述第一开关管为第一IGBT，其集电极与充电电容正端相连，其发射极与第一电感的输入端相连。

作为本发明的另一个改进：电路中还包括接在充电电容负端和第二电感的输出端之间第四开关管。

所述第四开关管为第四IGBT,其集电极与第二电感的输出端相连，其发射极与充电电容负端相连。

本发明电路采用了紧密耦合的电感，这样只要通过调节占空比D，就可以使输出的电压即可以比输入电压高，也可以比输入电压低。因此只需要较低的Vbus电压，就可以得到我们希望的输出电压。电路反应快，失真少。由于Vbus电压较低，使得Vbus侧相关的器件：电容和开关管的耐压要求可以降低，可以使用耐压较低的通用器件，特别适于输出电压较高的变换器，节约了成本。

附图说明

图1是本发明所述的一种逆变电路原理图。

图2是本发明一个实施例的电路原理图。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步地阐述。

如图1所示，本发明电路包括充电电容C1、第一开关管S1、第一电感L1-1、与所述第一电感L1-1紧密耦合的第二电感L1-2、单向导通的第二开关管S2、单向导通的第三开关管S3和滤波电容C；所述第一开关管S1连接在充电电容C1正端和第一电感L1-1的输入端之间；所述第二电感L1-2的输入端与第一电感L1-1的输出端相连，其输出端与充电电容C1负端相连；所述第二开关管S2和第三开关管S3是串联连接的，第二开关管S2的负端与所述第一电感L1-1的输入端相连，第三开关管S3的正端与所述第二电感L1-2的输出端相连；所述滤波电容C的一端与所述第一电感L1-1的输出端相连，其另一端与所述第二开关管S2和第三开关管S3的连接点相连。

本发明电路中，所述第一电感L1-1和第二电感L1-2的特性相同。

其电路工作原理如下：

在产生正弦波的正半周时：第一开关管S1闭合，第二开关管S2和第三开关管S3断开，Vbus+和Vbus-之间的电压加在第一电感L1-1和第二电感L1-2上，充电电容C1上的能量向滤波第一电感L1-1和第二电感L1-2上转移，电感电流逐渐上升，电感储能。所述电感电流的增加量为：

Vin*D*T/2L1，