[發(fā)明專利]一種用于高壓直流的單相逆變器及開關(guān)電路

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201410614392.0
• 申請日: 2014-11-05
• 公開（公告）號: CN104393782A
• 公開（公告）日: 2015-03-04
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 沈亞斌
• 申請（專利權(quán)）人: 沈亞斌
• 主分類號: H02M7/5387
• 分類號: H02M7/5387
• 代理公司: 浙江杭州金通專利事務(wù)所有限公司 33100
• 代理人: 商旭東;沈孝敬

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及電能轉(zhuǎn)換技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種將高壓直流電轉(zhuǎn)變成交流電的轉(zhuǎn)化裝置，具體地說是一種適用于高壓直流電變換的單相逆變器。

背景技術(shù)

逆變器是把直流電能轉(zhuǎn)變成交流電（一般為220v/50HZ正弦或方波）。通俗的講，逆變器是一種將直流電（DC）轉(zhuǎn)化為交流電（AC）的裝置，一般包括逆變橋、控制邏輯及濾波電路等，它在我們?nèi)粘Ｉ钪袕V泛應(yīng)用，如：電腦、電視、風(fēng)扇、照明及汽車等?，不過在日常生活中使用的逆變器基本上都是一種將低壓(12V或24V或48V)直流電轉(zhuǎn)變?yōu)?20V交流電的電子設(shè)備，并且受變壓器功率、開關(guān)器件參數(shù)及散熱等的限制，市面上出售的逆變器輸出功率普遍都較小。針對高壓直流電的逆變裝置目前尚不可見。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是針對現(xiàn)有逆變器技術(shù)的缺陷，提供一種單相逆變器，從而解決上述逆變器不能實現(xiàn)高壓輸入、大功率輸出的設(shè)計缺陷。

為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案：一種用于高壓直流的單相逆變器，包括防反保護電路、降壓模塊、開關(guān)電路及控制電路，防反保護電路的輸入端接高壓直流外部輸入，輸出端接降壓模塊的輸入端和開關(guān)電路的直流輸入端，降壓模塊的輸出端接控制電路的電源輸入端，控制電路輸出相互互補的第一路PWM信號和第二路PWM信號，其特征在于，所述開關(guān)電路包括用于輸入高壓直流電的直流正輸入端和直流負輸入端、第一交流輸出端、第二交流輸出端、第一路PWM信號接入端、第二路PWM信號接入端；場效應(yīng)管Q1接在直流正輸入端和第一交流輸出端之間，場效應(yīng)管Q2接在直流負輸入端和第一交流輸出端之間，場效應(yīng)管Q3接在直流正輸入端和第二交流輸出端之間，場效應(yīng)管Q4接在直流負輸入端和第二交流輸出端之間；第一路PWM信號的高、低電平直接驅(qū)動場效應(yīng)管Q4導(dǎo)通和斷開，并經(jīng)帶自舉功能的驅(qū)動電路驅(qū)動場效應(yīng)管Q3斷開和導(dǎo)通；第二路PWM信號的高、低電平直接驅(qū)動場效應(yīng)管Q2的導(dǎo)通和斷開，并經(jīng)帶自舉功能的驅(qū)動電路驅(qū)動場效應(yīng)管Q1斷開和導(dǎo)通。

進一步地，所述防反保護電路包括至少一個二極管或至少一個整流橋，用于防止輸入端直流正負極接反導(dǎo)致電路中器件燒毀。所述防反保護電路根據(jù)設(shè)計電路的不同形式可分為兩種模式，一種是輸入端正負極反接時該單相逆變器不工作，另一種是輸入端正負極反接時該單相逆變器正常工作。

進一步地，所述降壓模塊，用于將輸入端的高壓直流電轉(zhuǎn)換為控制電路需要的低壓直流電，保證控制電路的正常運行，優(yōu)選具有降壓功能的DC-DC模塊。?

具體地，所述防反保護電路包括一個整流橋D7，所述降壓模塊包括一個DC-DC降壓芯片U2；兩路高壓直流外部輸入分別接整流橋D7的兩個輸入端，整流橋D7正、負輸出端分別接降壓芯片U2的兩個輸入端，整流橋D7的正、負輸出端之間連接電容C3，降壓芯片U2的正輸出端經(jīng)電阻R13輸出低壓直流電，負輸出端接GND，降壓芯片U2的負輸出端與電阻R13輸出低壓直流電的一端之間連接電容C4。

進一步地，所述開關(guān)電路中，場效應(yīng)管Q1漏極接整流橋D7的正輸出端，源極接第一交流輸出端，柵極經(jīng)電阻R2、電阻R1、二極管D1接電阻R13輸出低壓直流電的一端，三極管Q5集電極接電阻R1和R2之間，發(fā)射極接GND，基極經(jīng)電阻R4接GND，并經(jīng)電阻R3、電阻R5接電阻R13輸出低壓直流電的一端；電容C1陽極接二極管D1和電阻R1之間，陰極接場效應(yīng)管Q1源極；二極管D2陽極接場效應(yīng)管Q1源極，陰極接場效應(yīng)管Q1柵極。

場效應(yīng)管Q2漏極接第一交流輸出端，源極接GND，柵極接二極管D3陽極。

場效應(yīng)管Q3漏極接整流橋D7的正輸出端，源極接第二交流輸出端，柵極經(jīng)電阻R8、電阻R7、二極管D4接電阻R13輸出低壓直流電的一端；三極管Q6集電極接電阻R7和R8之間，發(fā)射極接GND，基極經(jīng)電阻R10接GND，并經(jīng)電阻R9、電阻R11接電阻R13輸出低壓直流電的一端；電容C2陽極接二極管D4和電阻R7之間，陰極接場效應(yīng)管Q3源極；二極管D5陽極接場效應(yīng)管Q3源極，陰極接場效應(yīng)管Q3柵極。

場效應(yīng)管Q4漏極接第二交流輸出端，源極接GND，柵極接二極管D6陽極。

進一步地，所訴控制電路，用于驅(qū)動上述開關(guān)電路中開關(guān)器件的通斷，所述控制電路包括一個PWM控制芯片U1，PWM控制芯片U1的電源輸入引腳Vcc接電阻R13輸出低壓直流電的一端，?PWM信號輸出引腳CS1接接電阻R9與R11之間和二極管D6陰極，并經(jīng)電阻R12接場效應(yīng)管Q4柵極。PWM信號輸出引腳CS2接電阻R3與R5之間和二極管D3陰極，并經(jīng)電阻R6接場效應(yīng)管Q2柵極。