专利名称：一种直流/交流转换系统的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种电气转换系统，特别是涉及一种直流/交流转换系统。
背景技术：
现有的技术应用在大范围输入电压的直流/交流转换装置的架构，如图1所示，此直流/交流转换系统包括第一级升压电路，第二级直流/直流转换器，以及第三级直流/交流转换器。其中第一级升压电路由直流输入源，电感，晶体管开关，二极管以及电容所组成。第一级升压电路是经由晶体管开关作脉冲宽度调变而达到推升至输出端所需的电压大小以及稳压的作用。第二级直流/直流转换器转接于第一级升压电路的输出端。其包括一次侧控制电路控制四个开关管，电压转换装变压器以及二次侧控制电路控制中的四个开关管。第二级直流/直流转换器是接收由第一级升压电路所推升的直流电压源并且经由一次侧控制电路四个中晶体管开关的导通或关闭，将第一级升压电路所输出的电压值传送至电压转换高频变压器的一次侧，并且经由电压转换高频变压器将所接收的电压传送至由四个二极管组成的整流器中，再将所接收的电压传输至其后的电感以及电容所组成的滤波器并且输出至第三级直流/交流转换器。接着第三级直流/交流转换器转接于第二级直流/直流转换器的输出端。是由四个晶体管开关，电感，以及电容所组成。经由四个晶体管开关的切换动作以及由电感与电容所组成的滤波器接收的直流电压源转换成为交流电压源输出至负载端。现有技术中大范围输入电压的直流/交流转换装置的使用，必须将输入的直流电压源经由第一级的电压推升电路升压至最大值并且稳压，然后传输到第二级的直流/直流转换器做转换。再经由电压转换装置传输到第三级直流/交流转换器，将所接收的直流电源转换成为交流电源，供应负载所需的交流电源。综合以上所述，在现有技术中大范围输入电压的直流/交流转换装置的使用上，有以下缺点1.不论输出端所需的交流输出源是高电压还是低电压，在第一级的升压电路中都必须将输入直流源升至最高电压。如此一来，元件就必须在高电压的状况下切换操作，因此将造成能量的浪费。2.因其需要经过三级架构的转换，造成能量转换间的损失变大而转换效率不佳。3.需采用两组大储能电容，成本提高不符舍经济上的考虑。
发明内容
本发明目的是提供一种新的直流/交流转换系统，所要解决的技术问题是使其将输入直流电压调整成符合输出所需电压并且稳压，同时使输入电压的范围更宽容量更大，可以有效减少直流/交流转换系统在切换时的损失，并省略一级大储能电容的使用，达到减少成本以及提高转换效率，从而更加实用。本发明的技术方案是一种直流/交流转换系统，通过直流/交流转换模块将直流输入源转换成交流输出源，其特征在于它包括升压模块、直流/交流转换模块和反馈模块，所述升压模块即交错BOOST升电路，该交错BOOST升电路接收输入源的直流输入电压，所述直流/交流转换模块接收升压模块的输出电压，并将该电压转化为要输出的交流输出源，当输入源的直流电压足以供应输出的交流源时，所述交错BOOST升电路不工作，当输入源的直流电压不足交流输出源所需时，所述交错BOOST升电路开始工作，从而提高由升压模块所输出的直流电压。所述反馈模块根据直流/交流转换模块的输出与预设值的值，决定升压模块所需提供的电压值。该交错BOOST升电路的特点是，可以容纳更大的电流，减少了元器件的应力和损耗，使电感的体积大大减小，使输入电压的范围更宽。优选的，所述交错BOOST升电路中的第一开关、第二开关的一端与直流输入源负极端相接，另一端分别与第一电感、第二电感相接，所述第一电感、第二电感与第一开关、第二开关相连的一端分别并联第一二极管、第二二极管的正极端，另一端与直流输入源的正极端相接。优选的，所述交错BOOST升电路中的第一电容正极端与第一二极管、第二二极管的负极端相接，第一电容负极端与直流输入源负极端相接。优选的，所述直流/交流转换模块包括电压转换系统，所述电压转换系统依照其一次侧的电压值来决定其二次侧所提供的电压值，所述一次侧控制电路接于所述升压模块与该一次侧之间，该一次侧控制电路具有多个开关，并根据该些开关的导通与否，来控制将由升压模块所接收的电压转送至该一次侧，所述二次侧电路接于该二次侧，并将从该二次侧所接收的电压转换为所要输出的交流输出源。其特点在于通过所述直流/交流转换模块将电压源直接转换为电流源输出。所述电压转换系统可以是高频变压器。优选的，所述一次侧控制电路包括四个开关，它们先两两串联后并联在所述升压模块的两输出端上。优选的，所述的二次侧整流电路包括全桥整流器或半桥整流器，还包括若干晶体
管开关。优选的，所述反馈模块包括控制器，所述控制器包括误差补偿器、比较器和脉冲宽度调变波产生器，所述误差补偿器用于比较所述直流/交流转换模块的输出与它的预设值，输出误差补偿信号，所述比较器用于比较锯齿波与该误差补偿信号，输出比较信号，所述脉冲宽度调变波产生器根据该比较信号产生输出波以控制所述一次侧控制电路中开关做脉冲宽度调变。优选的，所述开关可以是晶体管开关。本发明的优点是1.本发明直流/交流转换系统，可以有效减少直流/交流转换模块在切换时的损失，并省略一级大储能电容的使用，从而增大效率、减少成本。2.本发明不需要每次都将输入直流源升至最高电压，而是将输入直流电压调整成符合输出所需电压并且稳压，使输入电压范围更宽电流容量更大，从而更加适于实用。
下面结合附图及实施例对本发明作进一步描述
图1为现有技术的一种直流/交流转换系统；
图2为本发明的第一种实施例；
图3为本发明的第二种实施例；
图4为本发明的第一种实施例中输出电压与二次侧控制电路中第七晶体管开关Q7、第八晶体管开关Q8的切换波形 图5为本发明中反馈模块的方块 图6为本发明直流/交流转换系统中二次侧控制电路可替换的线路；
图7为本发明直流/交流转换系统中一次侧控制电路可替换的线路。其中Q1、第一开关；Q2、第二开关；L1、第一电感；L2、第二电感；D1、第一二极管；D2、第二二极管；C1、第一电容；T、电压转换系统；Q7、第七晶体管开关；Q8、第八晶体管开关;
具体实施例方式实施例如图2、图3所示是该发明的两种效果较佳的实施例，图中标出了直流/交流转换系统的升压模块和直流/交流转换模块的各元件连接。如图2所示，升压模块包括第一开关Q1、第二开关Q2，第一电感L1、第二电感L2，第一二极管D1、第二二极管D2，第一电容Cl以及直流输入源。所述第一开关Q1、第二开关Q2的一端与直流输入源负极端相接，另一端分别与第一电感L1、第二电感L2相接，所述第一电感L1、第二电感L2与第一开关Q1、第二开关Q2相连的一端分别并联第一二极管D1、第二二极管D2的正极端，另一端与直流输入源的正极端相接。所述第一电容Cl正极端与第一二极管D1、第二二极管D2的负极端相接，第一电容Cl负极端与直流输入源负极端相接。如图2所示，直流/交流转换模块包括电压转换系统T，所述电压转换系统T的一次侧控制电路包括四个晶体管开关Q3、Q4、Q5、Q6，它们先两两串联后并联在所述升压模块的两输出端上。二次侧电路包括由四个二极管D3、D4、D5、D6组成的整流器，一个电感和一个电容组成的滤波器，以及第七晶体管开关Q7、第八晶体管开关Q8，经由所述两个晶体管开关的切换动作将直流电压转换成为交流电压源输出至负载端。输出电压与二次侧控制电路中第七晶体管开关Q7、第八晶体管开关Q8的切换波形如图4所示。当输出的交流电压为正半周时，第七晶体管开关Q7导通。当输出的交流电压为负半周时，第八晶体管开关Q8导通，并且第七晶体管开关Q7与第八晶体管开关Q8的切换频率与输出的电压频率相同。并透过由电感与电容所组成的滤波器，输出负载所需的交流电源。本实施例的工作原理如下
交错BOOST升电路在升压模块所输出的直流电压不足交流输出源所需时工作，将输入直流电压调整成符合输出所需电压，升压模块所输出的电压至直流/交流转换模块，直流/交流转换模块接收由升压模块所输出电压，并转换所接收的直流电压为所要输出的交流输出源。当输入直流电压足以供应输出的交流源时，交错BOOST升电路不工作。如图5所示是本实施例反馈模块的方块图，所述反馈模块的控制器包含误差补偿器、比较器以及第脉冲宽度调变波产生器，其中，误差补偿器是比较直流/交流转换模块的反馈信号与参考信号，并且输出误差补偿信号至比较器输入端。而比较器是比较锯齿波与误差补偿信号，并输出比较信号至脉冲宽度调变波产生器中。在本实施例中，当输入的直流电压足以供应输出端所需的电压时，交错BOOST升电路中的第一开关Ql与第二开关Q2，根据反馈信号保持不导通的状态，此时输入的直流电压源直接输至直流/交流转换模块中。并且经由反馈模块中的控制器的误差补偿器比较直流/交流转换模块的回授电流或电压信号与参考信号后，输出误差补偿信号至比较器的输入端。比较器是比较锯齿波与误差补偿信号，以输出比较信号至脉冲宽度调变波产生器。此脉冲宽度调变波产生器根据比较信号而产生输出波以控制一次侧控制电路中的晶体管开关Q3、Q4、Q5以及Q6做脉冲宽度调变。当输入的直流电压不足以供应输出端所需的交流源时，交错BOOST升电路开始工作，将电压升至所需要的电压，其后节的控制方式同上所述。上述实施例中的一次侧控制电路的线路可替换成直流/交流转换器，亦可达成类似的功效，如图7所示。上述实施例中的二次侧控制电路的线路可替换成如图3或图6所示的电路。以上仅是本发明的具体应用范例，对本发明的保护范围不构成任何限制。除上述实施例外，本发明还可以有其他实施方式。凡采用等同替换或等效变换形成的技术方案，均落在本发明所要求保护的范围之内。
权利要求
1.一种直流/交流转换系统，通过直流/交流转换模块将直流输入源转换成交流输出源，其特征在于:它包括升压模块、直流/交流转换模块和反馈模块，所述升压模块即交错BOOST升电路，该交错BOOST升电路接收输入源的直流输入电压，所述直流/交流转换模块接收升压模块的输出电压，并将该电压转化为要输出的交流输出源，当输入源的直流电压足以供应输出的交流源时，所述交错BOOST升电路不工作，当输入源的直流电压不足交流输出源所需时，所述交错BOOST升电路开始工作，从而提高由升压模块所输出的直流电压，所述反馈模块根据直流/交流转换模块的输出与预设值的值，决定升压模块所需提供的电压值。
2.根据权利要求1所述的一种直流/交流转换系统，其特征在于:所述交错BOOST升电路中的第一开关(Q1)、第二开关(Q2)的一端与直流输入源负极端相接，另一端分别与第一电感(LI)、第二电感(L2)相接，所述第一电感(LI)、第二电感(L2)与第一开关(Ql )、第二开关(Q2)相连的一端分别并联第一二极管(D1)、第二二极管(D2)的正极端，另一端与直流输入源的正极端相接。
3.根据权利要求2所述的一种直流/交流转换系统，其特征在于:所述交错BOOST升电路中的第一电容(Cl)正极端与第一二极管(D1)、第二二极管(D2)的负极端相接，第一电容(Cl)负极端与直流输入源负极端相接。
4.根据权利要求1所述的一种直流/交流转换系统，其特征在于:所述直流/交流转换模块包括电压转换系统(T)，所述电压转换系统(T)依照其一次侧的电压值来决定其二次侧所提供的电压值，所述一次侧控制电路接于所述升压模块与该一次侧之间，该一次侧控制电路具有多个开关，并根据该些开关的导通与否，来控制将由升压模块所接收的电压转送至该一次侧，所述二次侧电路接于该二次侧，并将从该二次侧所接收的电压转换为所要输出的交流输出源。
5.根据权利要求4所述的一种直流/交流转换系统，其特征在于:所述一次侧控制电路包括四个开关，它们先两两串联后并联在所述升压模块的两输出端上。
6.根据权利 要求4所述的一种直流/交流转换系统，其特征在于:所述的二次侧整流电路包括全桥整流器或半桥整流器，还包括若干晶体管开关。
7.根据权利要求1所述的一种直流/交流转换系统，其特征在于:所述反馈模块包括控制器，所述控制器包括误差补偿器、比较器和脉冲宽度调变波产生器，所述误差补偿器用于比较所述直流/交流转换模块的输出与它的预设值，输出误差补偿信号，所述比较器用于比较锯齿波与该误差补偿信号，输出比较信号，所述脉冲宽度调变波产生器根据该比较信号产生输出波以控制所述一次侧控制电路中开关做脉冲宽度调变。
8.根据权利要求2或4或5所述的一种直流/交流转换系统，其特征在于:所述开关可以是晶体管开关。
全文摘要
本发明公开了一种直流/交流转换系统，适用于将直流输入源转换为交流输出源，直流/交流转换系统包括升压模块、直流/交流转换模块以及反馈模块，其中升压模块指交错BOOST升电路，交错BOOST升电路接收直流输入源的电压，输出后节需要的直流电压，交错BOOST升电路在直流电压不足交流输出源所需时进行运作，以提高由升压模块所输出的直流电压，直流/交流转换模块，接收由升压模块所输出的电压，并转换接收的电压为要输出的交流输出源，本发明能将输入直流电压调整成符合输出所需电压并且稳压，有效减少直流/交流转换系统在切换时的损失，并省略一级大储能电容的使用，达到减少成本以及提高转换效率，从而更加实用。
文档编号H02M3/335GK103078544SQ20131003689
公开日2013年5月1日 申请日期2013年1月31日 优先权日2013年1月31日
发明者苏银行, 徐小勇, 邹红伟, 朱桃根 申请人:苏州欧姆尼克新能源科技有限公司