工频逆变电路的驱动装置制造方法
【专利摘要】本实用新型公开了一种工频逆变电路的驱动装置，包括第一驱动电路、第一高频变压器、第一整流电路、第二整流电路、第二驱动电路、第二高频变压器、第三整流电路、第四整流电路和控制单元。第一驱动电路、第一高频变压器、第一整流电路、第二整流电路构成了工频逆变电路的左上臂开关器件、右下臂开关器件的隔离驱动电路，第二驱动电路、第二高频变压器、第三整流电路、第四整流电路构成了工频逆变电路的右上臂开关器件、左下臂开关器件的隔离驱动电路。本实用新型为工频逆变电路提供了隔离的工频周期驱动信号，电路实现简单，工作可靠，特别适用于把连续正弦半波逆变为连续正弦波的场合。
【专利说明】
工频逆变电路的驱动装置
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及一种工频逆变电路的驱动装置，属于电力电子领域。
【背景技术】
[0002]微型光伏并网逆变器一般采用两级变换结构，前级采用交错反激电路拓扑，把光伏电池输出的直流电压变换为连续正弦半波电压，后级采用工频逆变电路拓扑，把连续正弦半波电压逆变为连续的正弦波电压并入电网发电。目前微型光伏并网逆变器的工频逆变电路一般采用晶闸管构成，这种电路的缺点是并网电流过零点的死区大，电流谐波大，功率因数较低，为此，可采用由全控开关器件，比如IGBT构成的工频逆变电路来改善并网电流质量。如何为工频逆变电路中的全控开关器件提供可靠的工频开关驱动控制，在现实中具有重大意义。
【发明内容】
[0003]本实用新型旨在为工频逆变电路的开关器件提出一种电路实现简单、工作可靠的隔离驱动装置。
[0004]本实用新型通过以下技术方案实现。
[0005]一种工频逆变电路的驱动装置，包括第一驱动电路、第一高频变压器、第一整流电路、第二整流电路、第二驱动电路、第二高频变压器、第三整流电路、第四整流电路和控制单元。所述控制单元的一个PWM端口与所述第一驱动电路的输入端连接，所述第一驱动电路的输出端与所述第一高频变压器的原边连接，所述第一高频变压器的副边设置有两个独立绕组，这两个独立绕组的输出端分别与所述第一整流电路的输入端、所述第二整流电路的输入端连接，所述第一整流电路输出的信号端和公共端分别与工频逆变电路的左上臂开关器件的控制端和公共端连接，所述第二整流电路输出的信号端和公共端分别与工频逆变电路的右下臂开关器件的控制端和公共端连接；所述控制单元的另一个PWM端口与所述第二驱动电路的输入端连接，所述第二驱动电路的输出端与所述第二高频变压器的原边连接，所述第二高频变压器的副边设置有两个独立绕组，这两个独立绕组的输出端分别与所述第三整流电路的输入端、所述第四整流电路的输入端连接，所述第三整流电路输出的信号端和公共端分别与工频逆变电路的右上臂开关器件的控制端和公共端连接，所述第四整流电路输出的信号端和公共端分别与工频逆变电路的左下臂开关器件的控制端和公共端连接。
[0006]优选地，所述第一驱动电路、所述第二驱动电路为推挽驱动电路。
[0007]在控制策略上，所述第一驱动电路、所述第二驱动电路的输入信号波形为工频周期信号调制的高频PWM信号。
[0008]本实用新型提出的一种工频逆变电路的驱动装置，为工频逆变电路的开关器件提供了工频周期的方波隔离驱动信号，开关器件采用隔离驱动，控制电路部分与功率电路部分实行电气隔离，来抑制强电部分对弱点部分的干扰。相对于光耦隔离型驱动电路，本实用新型提出的驱动电路装置，不需要提供四路浮动电源，本实用新型的电路实现简单，工作可靠，驱动效率高，特别适用于把连续正弦半波逆变为连续正弦波的场合。
【专利附图】
【附图说明】
[0009]下面将结合附图及实施例对本实用新型作进一步说明:
[0010]图1是本实用新型的一种工频逆变电路的驱动装置结构框图；
[0011]图2是本实用新型的一种工频逆变电路驱动装置的电路实现原理图；
[0012]图3是本实用新型的一种工频逆变电路的驱动信号时序图。
【具体实施方式】
[0013]结合附图对本实用新型进行详细说明。
[0014]图1是本实用新型的一种工频逆变电路的驱动装置结构框图，一种工频逆变电路的驱动装置，包括第一驱动电路、第一高频变压器、第一整流电路、第二整流电路、第二驱动电路、第二高频变压器、第三整流电路、第四整流电路和控制单元。控制单元的一个PWM端口与第一驱动电路的输入端连接，第一驱动电路的输出端与第一高频变压器的原边连接，第一高频变压器的副边设置有两个独立绕组，这两个独立绕组的输出端分别与第一整流电路的输入端、第二整流电路的输入端连接，第一整流电路输出的信号端和公共端分别与工频逆变电路的左上臂开关器件的控制端和公共端连接，第二整流电路输出的信号端和公共端分别与工频逆变电路的右下臂开关器件的控制端和公共端连接；所述控制单元的另一个PWM端口与所述第二驱动电路的输入端连接，所述第二驱动电路的输出端与所述第二高频变压器的原边连接，所述第二高频变压器的副边设置有两个独立绕组，这两个独立绕组的输出端分别与所述第三整流电路的输入端、所述第四整流电路的输入端连接，所述第三整流电路输出的信号端和公共端分别与工频逆变电路的右上臂开关器件的控制端和公共端连接，所述第四整流电路输出的信号端和公共端分别与工频逆变电路的左下臂开关器件的控制端和公共端连接。
[0015]图2是本实用新型的一种工频逆变电路驱动装置的电路实现原理图，图中PNP三极管Q1、NPN三极管Q2、电容Cl、电阻R2构成了第一驱动电路，二极管D1、电阻R3、电容C2构成了第一整流电路，电阻R4为工频逆变电路的左上臂IGBT的栅极下拉电阻，二极管D2、电阻R5、电容C3构成了第二整流电路，电阻R6为工频逆变电路的右下臂IGBT的栅极下拉电阻。PNP三极管Q3、NPN三极管Q4、电容C4、电阻R8构成了第二驱动电路，二极管D3、电阻R9、电容C5构成了第三整流电路，电阻RlO为工频逆变电路的右上臂IGBT的栅极下拉电阻，二极管D4、电阻R11、电容C6构成了第四整流电路，电阻R12为工频逆变电路的左下臂IGBT的栅极下拉电阻。
[0016]具体电路连接为:控制单元的第一 PWM端口与电阻Rl的一端连接，电阻Rl的另一端与三极管Ql的基极、三极管Q2的基极连接，三极管Ql的发射极与直流供电电源VCC连接，三极管Ql的集电极与三极管Q2的集电极、电容Cl的一端连接，三极管Q2的发射极与控制电路的公共地GND连接，电容Cl的另一端与电阻R2的一端连接，电阻R2的另一端与第一高频变压器Tl原边的同名端连接，高频变压器Tl原边的非同名端与控制电路的公共地GND连接。高频变压器Tl副边的第一个独立绕组的同名端与二极管Dl的阳极连接，二极管Dl的阴极与电阻R3的一端连接，电阻R3的另一端与电容C2的一端、电阻R4的一端、工频逆变电路的左上臂IGBT的栅极Gl连接，高频变压器Tl副边的第一个独立绕组的非同名端与电容C2的另一端、电阻R4的另一端、工频逆变电路的左上臂IGBT的发射极El连接。高频变压器Tl副边的第二个独立绕组的同名端与二极管D2的阳极连接，二极管D2的阴极与电阻R5的一端连接，电阻R5的另一端与电容C3的一端、电阻R6的一端、工频逆变电路的右下臂IGBT的栅极G4连接，高频变压器Tl副边的第二个独立绕组的非同名端与电容C3的另一端、电阻R6的另一端、工频逆变电路的右下臂IGBT的发射极E4连接。
[0017]控制单元的第二 PWM端口与电阻R7的一端连接，电阻R7的另一端与三极管Q3的基极、三极管Q4的基极连接，三极管Q3的发射极与直流供电电源VCC连接，三极管Q3的集电极与三极管Q4的集电极、电容C4的一端连接，三极管Q4的发射极与控制电路的公共地GND连接，电容C4的另一端与电阻R8的一端连接，电阻R8的另一端与第二高频变压器T2原边的同名端连接，高频变压器T2原边的非同名端与控制电路的公共地GND连接。高频变压器T2副边的第一个独立绕组的同名端与二极管D3的阳极连接，二极管D3的阴极与电阻R9的一端连接，电阻R9的另一端与电容C5的一端、电阻RlO的一端、工频逆变电路的右上臂IGBT的栅极G3连接，高频变压器T2副边的第一个独立绕组的非同名端与电容C5的另一端、电阻RlO的另一端、工频逆变电路的右上臂IGBT的发射极E3连接。高频变压器T2副边的第二个独立绕组的同名端与二极管D4的阳极连接，二极管D4的阴极与电阻Rll的一端连接，电阻Rll的另一端与电容C6的一端、电阻R12的一端、工频逆变电路的左下臂IGBT的栅极G2连接，高频变压器T2副边的第二个独立绕组的非同名端与电容C6的另一端、电阻R12的另一端、工频逆变电路的左下臂IGBT的发射极E2连接。
[0018]图3是本实用新型的一种工频逆变电路的驱动信号时序图，图中，信号PWMl是控制单元的第一 PWM端口输出的信号，信号PWM2是控制单元的第二 PWM端口输出的信号，VGEl是工频逆变电路的左上臂IGBT的栅极一发射极驱动信号，VGE4是工频逆变电路的右下臂IGBT的栅极一发射极驱动信号，VGE3是工频逆变电路的右上臂IGBT的栅极一发射极驱动信号，VGE2是工频逆变电路的左下臂IGBT的栅极一发射极驱动信号。信号PWMl和信号PWM2为工频周期调制的高频PWM信号，经过本实用新型提出的驱动电路装置后，得到工频逆变电路的H桥IGBT的隔离工频驱动信号，从而逆变电路把连续的正弦半波电压逆变成为连续正弦电压，实现了正弦逆变器的功能。
[0019]以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案而非对本实用新型保护范围的限制，尽管参照较佳实施例对本实用新型作了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本实用新型的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本实用新型技术方案的实质和范围。
【权利要求】
1.一种工频逆变电路的驱动装置，包括第一驱动电路、第一高频变压器、第一整流电路、第二整流电路、第二驱动电路、第二高频变压器、第三整流电路、第四整流电路和控制单元，其特征是:所述控制单元的一个PWM端口与所述第一驱动电路的输入端连接，所述第一驱动电路的输出端与所述第一高频变压器的原边连接，所述第一高频变压器的副边设置有两个独立绕组，这两个独立绕组的输出端分别与所述第一整流电路的输入端、所述第二整流电路的输入端连接，所述第一整流电路输出的信号端和公共端分别与工频逆变电路的左上臂开关器件的控制端和公共端连接，所述第二整流电路输出的信号端和公共端分别与工频逆变电路的右下臂开关器件的控制端和公共端连接；所述控制单元的另一个PWM端口与所述第二驱动电路的输入端连接，所述第二驱动电路的输出端与所述第二高频变压器的原边连接，所述第二高频变压器的副边设置有两个独立绕组，这两个独立绕组的输出端分别与所述第三整流电路的输入端、所述第四整流电路的输入端连接，所述第三整流电路输出的信号端和公共端分别与工频逆变电路的右上臂开关器件的控制端和公共端连接，所述第四整流电路输出的信号端和公共端分别与工频逆变电路的左下臂开关器件的控制端和公共端连接。
2.根据权利要求1所述的一种工频逆变电路的驱动装置，其特征在于:所述第一驱动电路、所述第二驱动电路为推挽驱动电路。
3.根据权利要求1所述的一种工频逆变电路的驱动装置，其特征在于:所述第一驱动电路、所述第二驱动电路的输入信号波形为工频周期信号调制的高频PWM信号。
【文档编号】H02M7/5387GK204068674SQ201420365536
【公开日】2014年12月31日 申请日期:2014年7月4日 优先权日:2014年7月4日
【发明者】韩军良, 王大虎, 白万 申请人:河南理工大学