[發明專利]AC-AC轉換電路及其轉換方法

在審

• 申請號: 201410734467.9
• 申請日: 2014-12-04
• 公開（公告）號: CN104506045A
• 公開（公告）日: 2015-04-08
• 發明（設計）人: 李昊
• 申請（專利權）人: 深圳維普創新科技有限公司
• 主分類號: H02M5/06
• 分類號: H02M5/06
• 代理公司: 深圳市碩法知識產權代理事務所(普通合伙)44321
• 代理人: 李曉陽

技術領域

本發明涉及轉換電路，尤其是涉及一種體積小、成本低、轉化效率高的AC-AC轉換電路及其轉換方法。

背景技術

目前，直流到交流電能轉換方式是無線電力傳輸系統中在線圈/導軌產生高頻交流電的一個通用解決方案。通常來說前端的工頻需要先整流成直流電后，然后再進一步轉換成所需的高頻率的交流電流。其電路中除連接整流橋和高頻逆變器外，還必須要使用一些能量的緩沖儲存元件，例如電感和電容。應用這些能量緩沖存儲元件的兩級(交-直-交)變頻器有一些明顯的缺點，如尺寸大、成本高等，并在實際應用中需要非常復雜的動態控制。

盡管有些電路結構采用的強制開關矩陣結構可以消除DC直流轉換的環節，但傳統的強制開關矩陣變換器結構復雜，瞬時輸入和輸出之間的同步會變得非常困難，并且輸出的波形質量由于復雜的開關組合變得不太理想。因此無法為無線電力傳輸應用產生合格的高頻電流。

發明內容

為解決上述問題，本發明目的在于提供一種體積小、成本低、轉化效率高的AC-AC轉換電路。

本發明通過以下技術措施實現的，一種AC-AC轉換電路，包括交流電源，所述交流電源的二輸出端分別連接在第一開關管和第二開關管的集電極或發射極，所述第一開關管和第二開關管的另一腳并聯有LC串聯電路和自由振蕩控制電路，所述自由振蕩控制電路由至少二個串聯的開關管連接而成，所述自由振蕩控制電路中至少一個開關管反向連接，所有開關管均反向并聯有一二極管。

作為一種優選方式，所述自由振蕩控制電路由反向連接的第三開關管和第四開關管串聯而成。

作為一種優選方式，所述第一開關管為同向連接的多個。

作為一種優選方式，所述第二開關管為同向連接的多個。

作為一種優選方式，整個電路的最大電流值不超過i^L_max=Iref2+2TVAC^LC(IrefLC+VAC^)π.]]>

本發明還公開了一種上述AC-AC轉換電路進行轉換的方法，當設定點的電流小于基準電流時，進行能量的注入，自由振蕩控制電路斷路，第一開關管和第二開關管根據交流電源的周期依次分別打開一個；當設定點的電流大于基準電流時，進行能量振蕩，自由振蕩控制電路斷路，第一開關管和第二開關管均斷開，反向連接的第三開關管和第四開關管依次分別打開。

作為一種優選方式，控制第一開關管和第二開關管開通的時間是在LC串聯電路的諧振電流和交流電源輸入同相時。

本發明的交流電源被開關器件直接連接到LC諧振電路上。多個開關管形成的開關拓撲結構在此非常關鍵，主要是確保能量可根據負載的要求被注入，并防止在電路振蕩的過程中能量回流到電源。從而合理開關拓撲結構使自由振動和能量注入控制產生所需的高頻交流電。正因為如此，去掉了傳統的AC-DC-AC變換器中，那些體積巨大，價格昂貴，壽命較短的AC-DC整流和DC儲能電容器。本發明實現了交流到交流的直接轉換，可以減少產品成本和體積，并且可以較好的提高轉化效率。

附圖說明

圖1為本發明實施例的電路原理圖；

圖2為本發明實施例的工作過程的電路原理圖；

圖3為本發明實施例當輸入電壓為正半周時典型的電流操作波形圖；