专利名称：一种自举倍压供电软开关半桥逆变电路的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及逆变电路技术，具体涉及一种自举倍压供电软开关半桥逆变电路。
背景技术：
在现有半桥逆变电路中，通常采用串联电容对输入供电电压分压并与开关管构成的串联支路并联构成半桥逆变电路。因此，其逆变输出幅度仅为输入供电电压值的二分之一，同时逆变输出端不可能与输入供电端在不使用隔离变压器的条件下共地。
实用新型内容本实用新型的技术方案是一种自举倍压供电软开关半桥逆变电路，由第一开关 管和第二开关管构成的串联支路分别与第一滤波电容和第二滤波电容的串联支路及吸收电容相并联构成桥式电路，升压电感的两端分别连接于第一开关管、第二开关管的串接点与第一滤波电容和第二滤波电容的串接点，负载与升压电感并联，所述的第一滤波电容和第二滤波电容的串联点为接地点。上述的一种自举倍压供电软开关半桥逆变电路，所述的第一开关管和第二开关管是两只相同型号的开关器件。上述的一种自举倍压供电软开关半桥逆变电路，所述的开关管是IGBT、MOS场效应管、VMOS场效应管、TMOS场效应管、晶体三极管、可关断可控硅及电子管中的任一种开关器件。在正电源滤波电容第一滤波电容两端输入正电源供电条件下，当第一开关管导通第二开关管关断时，升压电感储能同时实现正半周逆变；当第一开关管关断第二开关管导通时，升压电感对第二滤波电容充电获得自举负电源同时实现负半周逆变。而在负电源滤波电容第二滤波电容两端输入负电源供电条件下，当第一开关管关断第二开关管导通时，升压电感储能同时实现负半周逆变；当第一开关管导通第二开关管关断时，升压电感对第一滤波电容充电获得自举正电源同时实现正半周逆变。选择适当的升压电感，确保开关管第一开关管或第二开关管断开前为正向导通并利用升压电感的电流惯性达成开关管的零电压开通条件实现软开关半桥逆变，因而极大的降低了逆变电路的开关功耗和电磁辐射并切实提高了逆变电路的工作效率。同时提高了半桥逆变电路的输出幅度，并使逆变输出端与供电输入端在不使用隔离变压器的条件下实现共地。上述的一种自举倍压供电软开关半桥逆变电路，所述负载为纯阻性负载或感性负载或容性负载。上述的一种自举倍压供电软开关半桥逆变电路，所述的负载为容性负载，正、负供电电源的第一滤波电容和第二滤波电容的电容量至少为负载的电容量的五倍。上述的一种自举倍压供电软开关半桥逆变电路，正、负供电电源的第一滤波电容和第二滤波电容是电解电容。上述的一种自举倍压供电软开关半桥逆变电路，所述的吸收电容是无感电容。[0010]本实用新型优点效果如下由于实现了第一开关管和第二开关管的零电压开通和零电压关断，加之无感电容吸收电容吸收了第一开关管和第二开关管开关瞬间产生的电流冲击，因此有效的降低了开关管的功率损耗和电磁辐射。从而极大的提高了驱动电路的工作效率。
图I自举倍压供电软开关半桥逆变电路原理图。图2正电源供电条件下自举倍压供电软开关半桥逆变电路工作波形图。图3负电源供电条件下自举倍压供电软开关半桥逆变电路工作波形图。
具体实施方式
以下结合附图对本实用新型的具体实施试作详细的说明。电路结构图如图I所示。由Tl和T2构成的串联支路与正、负电源的第一滤波电容Cl和第二滤波电容C2的串联支路及吸收电容相并联构成桥式电路，升压电感L跨接于T1、T2的串接点与正、负电源第一滤波电容Cl和第二滤波电容C2的串接点之间，负载和升压电感L亦跨接于Tl、Τ2的串接点与正、负电源第一滤波电容Cl和第二滤波电容C2的串接点之间，所述负载为纯阻性负载或感性负载或容性负载。正、负电源的第一滤波电容Cl和第二滤波电容C2的串联点为接地点。所述的第一开关管Tl和第二开关管Τ2分别并联有反向二极管。由Tl和Τ2构成的串联支路与正、负电源的第一滤波电容Cl和第二滤波电容C2的串联支路及吸收电容相并联构成桥式电路，升压电感L跨接于TI、Τ2的串接点与正、负电源第一滤波电容Cl和第二滤波电容C2的串接点之间，负载升压电感L亦跨接于Tl、Τ2的串接点与正、负电源第一滤波电容Cl和第二滤波电容C2的串接点之间。正、负电源的第一滤波电容Cl和第二滤波电容C2的串联点为接地点。在正电源滤波电容第一滤波电容Cl两端输入正电源供电条件下，当第一开关管Tl导通第二开关管Τ2关断时，升压电感L储能同时实现正半周逆变；当第一开关管Tl关断Τ2导通时，升压电感L对第二滤波电容C2充电获得自举负电源同时实现负半周逆变。而在负电源滤波电容第二滤波电容C2两端输入负电源供电条件下，当第一开关管Tl关断Τ2导通时，升压电感L储能同时实现负半周逆变；当第一开关管Tl导通Τ2关断时，升压电感L对第一滤波电容Cl充电获得自举正电源同时实现正半周逆变。选择适当的升压电感L，确保第一开关管Tl或Τ2断开前为正向导通并利用升压电感L的电流惯性达成开关管的零电压开通条件实现软开关半桥逆变，因而极大的降低了逆变电路的开关功耗和电磁辐射并切实提高了逆变电路的工作效率。同时提高了半桥逆变电路的逆变输出幅度，并使逆变输出端与供电输入端实现在不使用隔离变压器的条件下共地。正电源供电条件下的工作波形图如图2所示，一个开关工作周期分四个阶段进行。Dvt1第一开关管Tl导通第二开关管Τ2关断，正电源E通过第一开关管Tl施加在升压L与负载上，升压电感L储能，升压电感L电流iL增长其增加值为E (tl-tO) /L,同时实现对负载的正半周逆变输出；2)t「t2 tl时刻第一开关管Tl关断，升压电感L的电流惯性使第一开关管Tl两端电压上升而第二开关管T2两端电压下降直至第二开关管T2的反向二极管在t2前实现续流导通，至t2时刻开关管T2零电压开通；3)t2-t3第一开关管T1关断第二开关管T2导通，升压电感L通过第二开关管T2对负电源第二滤波电容C2充电获得自举负电源，升压电感L电流k下降至其减少值为E (t3-t2) /L,同时实现对负载的负半周逆变输出，选择适当的升压电感L使E(t3-t2)/L-Iatc > ILoad(t3)以确保t3时刻第二开关管T2正向导通(Iatc负载电流在逆变负半周的平均电流值的二分之一);4)t3-t4t3时刻第二开关管T2关断升压电感L的电流惯性使第一开关管T1两端电压下降而第二开关管T2两端电压上升直至第一开关管T1的反向二极管在t4前实现续流导通，至t4时刻第一开关管T1零电压开通。为确保正负逆变半周的对称应满足(t「tQ) = (t3_t2)且(I^t1) = (t4_t3)。电路按上述时序循环往复工作下去。在第一开关管T1或第二开关管T2的导通瞬间，由于其反向二极管均处于导通状态，从而实现了零电压开通。在第一开关管T1或第二开关管T2的关断瞬间，由于开关管寄生电容两端电压不能跳变，从而实现了零电压关断。负电源供电条件下的工作波形图如图3所示，一个开关工作周期分四个阶段进行。I) Vt1第一开关管T1关断第二开关管T2导通，负电源-E通过第二开关管T2施加在升压电感L与负载上，升压电感L储能，升压电感L电流iL增长其增加值为E (trt0) /L,同时实现对负载的负半周逆变输出；2)t「t2tl时刻第二开关管T2关断，升压电感L的电流惯性使第一开关管T1两端电压下降而第二开关管T2两端电压上升直至第一开关管T1的反向二极管在t2前实现续流导通，至t2时刻第一开关管T1零电压开通；3)t2-t3第一开关管T1导通第二开关管T2关断，升压电感L通过第一开关管T1对正电源第一滤波电容C1充电获得自举正电源，升压电感L电流k下降至其减少值为E (t3-t2) /L,同时实现对负载的正半周逆变输出，选择适当的升压电感L使E(t3-t2)/L-IAve > ILoad(t3)以确保t3时刻第一开关管T1正向导通(IAve负载电流在逆变负半周的平均电流值的二分之一);4)t3_t4t3时刻第一开关管T1关断升压电感L的电流惯性使第一开关管T1两端电压上升而第二开关管T2两端电压下降直至第二开关管T2的反向二极管在t4前实现续流导通，至t4时刻第二开关管T2零电压开通。[0037]本实用新型所述的负载优选容性负载，正、负供电电源的第一滤波电容Cl和第二滤波电容C2的电容量至少为负载的电容量的五倍。进一步的，吸收电容C3优选无感电容为确保正负逆变半周的对称应满足(t「tQ) = (t3_t2)且(I^t1) = (t4_t3)。电路按上述时序循环往复工作下去。第一开关管T1或第二开关管T2的导通瞬间，由于其反向二极管均处于导通状态，从而实现了零电压开通。第一开关管T1或第二开关管T2的关断瞬 间，由于开关管寄生电容两端电压不能跳变，从而实现了零电压关断。以上所述仅是本实用新型的优选实现方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型技术原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本实用新型的保护范围。
权利要求1.一种自举倍压供电软开关半桥逆变电路，其特征是由第一开关管和第二开关管构成的串联支路分别与第一滤波电容和第二滤波电容的串联支路及吸收电容相并联构成桥式电路，升压电感的两端分别连接于第一开关管、第二开关管的串接点与第一滤波电容和第二滤波电容的串接点，负载与升压电感并联，所述的第一滤波电容和第二滤波电容的串联点为接地点。
2.根据权利要求I所述的一种自举倍压供电软开关半桥逆变电路，其特征是所述的第一开关管和第二开关管是两只相同型号的开关器件。
3.根据权利要求I所述的一种自举倍压供电软开关半桥逆变电路，其特征是所述的开关管是IGBT、MOS场效应管、VMOS场效应管、TMOS场效应管、晶体三极管、可关断可控硅及电子管中的任一种开关器件。
4.根据权利要求I所述的一种自举倍压供电软开关半桥逆变电路，其特征是所述负载为纯阻性负载或感性负载或容性负载。
5.根据权利要求I所述的一种自举倍压供电软开关半桥逆变电路，其特征是所述的负载为容性负载，正、负供电电源的第一滤波电容和第二滤波电容的电容量至少为负载的电容量的五倍。
6.根据权利要求I所述的一种自举倍压供电软开关半桥逆变电路，其特征是正、负供电电源的第一滤波电容和第二滤波电容是电解电容。
7.根据权利要求1-6任一项所述的一种自举倍压供电软开关半桥逆变电路，其特征是所述的吸收电容是无感电容。
专利摘要本实用新型涉及一种自举倍压供电软开关半桥逆变电路。在该电路中，由开关管T1、T2构成的串联支路与正、负电源的滤波电容C1、C2的串联支路及吸收电容C3相并联，升压电感L跨接于T1、T2的串接点与正、负电源滤波电容C1、C2的串接点之间，负载Load与升压电感L并联。C1、C2的串接点为接地点。在C1两端输入正电源时，通过升压电感L的反激变换在C2两端获得自举负电源；或在C2两端输入负电源供电时，通过升压电感L的反激变换在C1充电获得自举正电源，因此实现了自举倍压供电。适当的升压电感L可实现开关管T1或T2零电流开通和零电压关断。
文档编号H02M1/44GK202663319SQ201220298099
公开日2013年1月9日 申请日期2012年6月25日 优先权日2012年6月25日
发明者袁彦峰, 胡羿云, 逯瑞晓, 王勇, 刘小江 申请人:延安双丰集团有限公司