[實(shí)用新型]一種無環(huán)流磁集成雙降壓式半橋逆變器

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201621151750.X
• 申請日: 2016-10-31
• 公開（公告）號: CN206164390U
• 公開（公告）日: 2017-05-10
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 林瓊斌;陳佳橋;王武;蔡逢煌;柴琴琴
• 申請（專利權(quán)）人: 福州大學(xué)
• 主分類號: H02M7/48
• 分類號: H02M7/48;H02M7/5387
• 代理公司: 福州元創(chuàng)專利商標(biāo)代理有限公司35100
• 代理人: 蔡學(xué)俊

技術(shù)領(lǐng)域

本實(shí)用新型涉及一種逆變器，特別是一種無環(huán)流的磁集成雙降壓式半橋逆變器。

背景技術(shù)

隨著電力電子技術(shù)的發(fā)展，逆變器作為一種將直流電轉(zhuǎn)變?yōu)榻涣麟姷碾娏﹄娮幼儞Q裝置，在新能源并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)、交流電動機(jī)變頻調(diào)速系統(tǒng)、不間斷電源系統(tǒng)、柔性直流輸電系統(tǒng)等諸多領(lǐng)域起著關(guān)鍵作用。傳統(tǒng)雙降壓式半橋逆變器由于具有無橋臂直通、開關(guān)管無需設(shè)置死區(qū)時間、有獨(dú)立的續(xù)流二極管可以進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計、可靠性高、輸出波形質(zhì)量好、效率高等優(yōu)點(diǎn)得到了廣泛的應(yīng)用，但傳統(tǒng)的雙降壓式半橋逆變器正常工作時它需要兩個獨(dú)立的輸出濾波電感使得逆變器的體積和重量較大，而磁集成技術(shù)可以有效的減小濾波電感的體積，但同時也會使電路產(chǎn)生環(huán)流。現(xiàn)有的磁集成技術(shù)主要包括圖2、3、4所示的三種，它們有一個共同的缺陷就是沒有考慮當(dāng)開關(guān)管對應(yīng)的獨(dú)立續(xù)流二極管正常工作時，電感電流過零附近使開關(guān)管的體二極管誤導(dǎo)通，因此還是會產(chǎn)生環(huán)流。圖3的雙磁芯四繞組磁集成技術(shù)在實(shí)際情況下很難使線圈匝數(shù)達(dá)到原來的，且兩個磁芯的工作狀態(tài)隨著溫度的變化也很難達(dá)到一致。圖4針對對EE型磁芯，雖然提高了磁芯的使用率，但實(shí)際情況下很難將繞組平均分配到兩個磁芯的邊柱上，而且所需的磁芯的型號加大并沒有真正的減小電感的體積和重量。本實(shí)用新型提出了一種無環(huán)流磁集成雙降壓式半橋逆變器，既保留了傳統(tǒng)雙降壓式半橋逆變器的優(yōu)點(diǎn)，減小了濾波電感的體積和重量同時實(shí)現(xiàn)了無環(huán)流工作模式。

發(fā)明內(nèi)容

本實(shí)用新型的目的在于提供一種無環(huán)流的磁集成雙降壓式半橋逆變器，以克服現(xiàn)有技術(shù)中存在的缺陷。

為實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型的技術(shù)方案是：一種無環(huán)流磁集成雙降壓式半橋逆變器，包括：第一直流電壓源、第二直流電壓源、第一二極管D1、第二二極管D2、第三二極管D3、第四二極管D4、第一開關(guān)管S1、第二開關(guān)管S2、輸出濾波電容C、第一電感L1、第二電感L2以及負(fù)載R；所述第一直流電壓源的負(fù)極與所述第二直流電壓源的正極相連，并接地；所述第一直流電壓源的正極分別與所述第一開關(guān)管S1的漏極以及所述第二二極管D2的陰極相連；所述第二直流電壓源的負(fù)極分別與所述第一二極管D1的陽極以及所述第二開關(guān)管S2的源極相連；所述第一二極管D1的陰極分別與所述第三二極管D3的陰極以及所述第一電感L1的同名端相連；所述第三二極管的陽極與所述第一開關(guān)管S1的源極相連；所述第二二極管D2的陽極分別與所述第四二極管D4的陽極以及所述第二電感L2的異名端相連；所述第四二極管D4陰極與所述第二開關(guān)管S2的漏極相連；所述第一開關(guān)管S1以及所述第二開關(guān)管S2的柵極分別接入控制信號；所述第一電感L1的異名端與所述第二電感L2的同名端相連，并分別與所述輸出濾波電容C一端以及所述負(fù)載R一端相連；所述輸出濾波電容C另一端以及所述負(fù)載R另一端相連，并接地。

在本實(shí)用新型一實(shí)施例中，所述第一開關(guān)管S1以及所述第二開關(guān)管S2為功率開關(guān)管。

在本實(shí)用新型一實(shí)施例中，所述第一二極管D1以及所述第二二極管D2為續(xù)流二極管。

相較于現(xiàn)有技術(shù)，本實(shí)用新型具有以下有益效果：本實(shí)用新型所提出的一種無環(huán)流的磁集成雙降壓式半橋逆變器，在保留傳統(tǒng)雙降壓半橋逆變器優(yōu)點(diǎn)的基礎(chǔ)上，有效的減小了傳統(tǒng)雙降壓式半橋逆變器的濾波電感的體積和重量，提高了磁性元件利用率，針對傳統(tǒng)的雙降壓式半橋逆變器需要兩個獨(dú)立的輸出濾波電感使得逆變器的體積和重量較大的問題，將兩個濾波電感繞組耦合到一個磁芯上，且在每個開關(guān)管上各串聯(lián)了一個二極管，防止電感電流過零附近時開關(guān)管體二極管的誤導(dǎo)通，以實(shí)現(xiàn)無環(huán)流工作模式，同時也達(dá)到減小逆變器的體積和重量的目的，保證了系統(tǒng)的可靠性。

附圖說明

圖1為傳統(tǒng)雙降壓式半橋逆變器主電路框圖。

圖2為磁集成雙降壓式半橋逆變器主電路框圖。

圖3是雙磁芯四繞組磁集成雙降壓式半橋逆變器主電路框圖。

圖4是共用磁芯完全解耦磁集成雙降壓式半橋逆變器主電路框圖。

圖5是本實(shí)用新型一實(shí)施例中一種無環(huán)流磁集成雙降壓式半橋逆變器主電路框圖。

圖6是本實(shí)用新型一實(shí)施例中無環(huán)流磁集成雙降壓式半橋逆變器第一橋臂工作在“+1”態(tài)。

圖7是本實(shí)用新型一實(shí)施例中無環(huán)流磁集成雙降壓式半橋逆變器第一橋臂工作在“-1”態(tài)。

圖8是本實(shí)用新型一實(shí)施例中無環(huán)流磁集成雙降壓式半橋逆變器第二橋臂工作在“-1”態(tài)。

圖9是本實(shí)用新型一實(shí)施例中無環(huán)流磁集成雙降壓式半橋逆變器第二橋臂工作在“+1”態(tài)。

圖10是本實(shí)用新型一實(shí)施例中變換器工作時的波形。