[實用新型]高頻正弦波逆變器

有效

• 申請號: 200720195899.2
• 申請日: 2007-10-30
• 公開（公告）號: CN201118459Y
• 公開（公告）日: 2008-09-17
• 發明（設計）人: 張新濤;劉偉增;李衛江;包雪峰
• 申請（專利權）人: 新疆新能源股份有限公司
• 主分類號: H02M7/12
• 分類號: H02M7/12;H02M3/315
• 代理公司: 北京天昊聯合知識產權代理有限公司
• 代理人: 羅建民;張天舒

技術領域

本實用新型屬于直流/交流電能轉換裝置技術領域，涉及一種高頻正弦波逆變器，其輸出波形為純正弦波。

背景技術

逆變器是一種將直流電轉化成交流電能的裝置，主要分兩類，一類是正弦波逆變器，另一類是方波逆變器。正弦波逆變器輸出的是同我們日常使用的電網一樣，可提供高質量的交流電，能夠帶動任何種類的負載。但現有的正弦波逆變器技術要求和成本均高，效率較低，使用受到一定限制。

方波逆變器輸出的則是質量較差的方波交流電，其正向最大值到負向最大值幾乎在同時產生，這樣，對負載和逆變器本身造成劇烈的不穩定影響。同時，其負載能力差，僅為額定負載的40-60％，不能帶感性負載。如所帶的負載過大，方波電流中包含的三次諧波成分將使流入負載中的容性電流增大，嚴重時會損壞負載的電源濾波電容。針對上述缺點，近年來出現了準正弦波(或稱改良方波、修正正弦波、模擬正弦波等等)逆變器，其輸出波形從正向最大值到負向最大值之間有一個時間間隔，使用效果有所改善，但準正弦波的波形仍然是由折線組成，屬于方波范疇，連續性不好，并存在電網中的電磁污染。準正弦波、改良方波的逆變器由于可以滿足我們部分的用電需求，售價適中，成為市場中的主流產品。因此目前國內以方波或修正正弦波逆變器居多。還有一些逆變器是采用工頻變壓器調制輸出的，其輸出波形質量差、帶載能力很弱，甚至不能帶載感性負載及沖擊性負載，損耗大、效率低，對用電設備的使用壽命也造成一定的影響。

因此，從環境保護、節能降耗方面考慮，研制新型的具有技術要求低和成本低的正弦波逆變器已勢在必行。

實用新型內容

本實用新型是針對現有技術中存在的上述技術問題，提供一種高效率低成本的高頻正弦波逆變器，可將直流電壓變換為單相220V、頻率50Hz的正弦波交流電，可以給使用220V市電的設備獨立供電，降低逆變器輸出的諧波含量，和提高對沖擊性負載的帶載能力以及提高逆變器效率和可靠度，保護功能完善，應用范圍廣泛，方便用戶設備在無電網情況下的使用。

解決本實用新型技術問題所采用的技術方案是該高頻正弦波逆變器包括DC/AC逆變電路，還包括DC/DC高頻升壓電路、濾波電路、控制電路，DC/AC逆變電路的輸入端通過DC/DC高頻升壓電路連接到外部直流電壓源，DC/AC逆變電路的輸出端與濾波電路連接后連接至輸出端子，控制電路與DC/AC逆變電路連接，控制對DC/AC逆變電路的驅動，控制電路同時與輸出端子連接，采集電壓、電流反饋信號，形成閉環控制電路。

優選的是，所述DC/DC高頻升壓電路包括DC/DC逆變橋、驅動信號發生器、高端驅動器、延時驅動器、高頻變壓器、整流電路，DC/DC逆變橋由四個功率開關管組成，該DC/DC逆變橋輸入端連接到外部直流電壓源，驅動信號發生器產生二路驅動信號，一路輸入高端驅動器，驅動DC/DC逆變橋的超前橋壁，另一路輸入延時驅動器，DC/DC逆變橋的滯后橋壁由驅動信號經過RC延時(1微秒左右)后輸入高端驅動器進行驅動，DC/DC逆變橋輸出高頻方波信號送入高頻變壓器，經高頻變壓器輸出高壓波信號，再經整流電路整流后輸出高壓直流給DC/AC逆變電路，高頻變壓器的輸出端有電流傳感器W2，電流傳感器W2對DC/DC逆變橋輸出電流采樣檢測，當電流大于額定值時，電流傳感器W2輸出一高電平關閉DC/DC逆變部分，對DC/DC逆變部分做短路保護。

進一步優選的是，驅動信號發生器為專用電源芯片SG3525，開環輸出驅動信號；高端驅動器為IR2110，驅動DC/DC逆變橋的超前橋壁。

優選的是，所述延時驅動器包括RC延時電路與高端驅動器，驅動信號發生器產生的驅動信號經過RC延時后送入高端驅動器IR2110，由高端驅動器IR2110直接驅動DC/DC逆變橋的滯后橋壁。在全橋DC/DC變換中，滯后橋壁通過RC延時電路實現，使之具有軟開關特性。

優選的是，控制電路包括微控制器MCU和高端驅動器，微控制器MCU產生4路驅動信號給高端驅動器，高端驅動器驅動由四個功率開關管組成的DC/AC逆變橋，微控制器MCU同時與輸出端子連接，通過傳感器采集輸出的電信號，高端驅動器主要采用IR2110芯片；濾波電路為典型的LC濾波電路。

進一步優選的是，微控制器MCU為單片機，單片機電路構成全數字脈寬調制信號電路，產生DC/AC逆變信號，由單片機控制產生SPWM脈寬調制波形，產生的調制信號到高端驅動器驅動DC/AC逆變橋，輸出幅值為300-380V的高壓SPWM波，經LC濾波電路，輸出穩定的純正弦波，控制電路采集輸出的電壓和電流反饋信號，最終輸出穩定的220V交流。