專利名稱:一種逆變電源裝置的制造方法
【專利摘要】本實(shí)用新型實(shí)施例公開了一種逆變電源裝置，所述裝置包括：直流源、逆變電路、電感、電壓傳感器、電流傳感器、電壓電流采樣單元、以及調(diào)制控制單元；其中，所述直流源與所述逆變電路相連；所述逆變電路的輸出端通過所述電感與負(fù)載相連；所述調(diào)制控制單元的輸出端與所述逆變電路的輸入端相連，用于根據(jù)所述電壓電流采樣單元輸出的電壓信號(hào)和電流信號(hào)生成脈寬調(diào)制PWM驅(qū)動(dòng)控制信號(hào)，以控制所述逆變電路中開關(guān)管導(dǎo)通和關(guān)斷。本實(shí)用新型實(shí)施例提供的技術(shù)方案，使逆變電源工作于不連續(xù)導(dǎo)通模式，在無需外加諧振電路的情況下實(shí)現(xiàn)了逆變電路中功率開關(guān)器件的軟開關(guān)，大幅減小了開關(guān)損耗。
【專利說明】
一種逆變電源裝置
技術(shù)領(lǐng)域
[0001] 本實(shí)用新型實(shí)施例涉及逆變電源技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種逆變電源裝置。
【背景技術(shù)】
[0002] 高效率、高功率密度是逆變電源發(fā)展的重要方向。對(duì)于一定功率等級(jí)的逆變電源 裝置，其功率密度取決于裝置的體積，主要在于磁性元件和散熱器的體積。散熱器是為了快 速有效地散去逆變電源工作時(shí)產(chǎn)生的大量熱量，避免毀壞設(shè)備。因此，其體積主要取決于逆 變電源工作時(shí)的損耗大小。若能降低逆變電源的損耗，不僅能夠提高逆變電源的效率，還能 有效減小散熱器的體積，從而提高功率密度。
[0003] 逆變電源中的損耗主要包括開關(guān)管損耗和磁性元件損耗。其中，功率開關(guān)管的損 耗包括通態(tài)損耗和開關(guān)損耗。其中，通態(tài)損耗由開關(guān)管的導(dǎo)通壓降和流過的電流決定，通常 無法改變。而開關(guān)損耗是由開關(guān)器件在開通和關(guān)斷過程中電壓與電流的交疊導(dǎo)致的。由于 每個(gè)開關(guān)周期內(nèi)逆變電源的開關(guān)管會(huì)完成一次開通和關(guān)斷，因此，當(dāng)逆變電源為提高性能 而增大開關(guān)頻率必然會(huì)大幅地增大開關(guān)器件的損耗，從而大大增加了散熱器件的體積和重 量，因此必須采取相應(yīng)的措施降低逆變電源的損耗。
[0004] 降低開關(guān)損耗的有效途徑就是盡可能地減少開關(guān)器件電壓與電流的交疊時(shí)間，而 這往往是通過軟開關(guān)技術(shù)實(shí)現(xiàn)的，即當(dāng)電流為零后，使開關(guān)器件關(guān)斷（或電壓為零時(shí)，使開 關(guān)器件開通）。在小功率逆變電源中，軟開關(guān)技術(shù)主要通過外加諧振電路來實(shí)現(xiàn)。根據(jù)其工 作原理和電路位置可分為諧振DC環(huán)節(jié)、諧振極、輔助諧振緩沖、主輔開關(guān)電路、載波控制等。 利用諧振電路來實(shí)現(xiàn)軟開關(guān)時(shí)，諧振過程會(huì)在開關(guān)器件上產(chǎn)生很高的電壓應(yīng)力與電流應(yīng) 力。因此，基于諧振電路的軟開關(guān)技術(shù)僅僅適用于小功率領(lǐng)域。此外，諧振電路需要加入輔 助電容、電感及開關(guān)管等元件，這使得逆變電源的控制策略變得非常復(fù)雜，影響逆變電源的 穩(wěn)定運(yùn)行。 【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0005] 本實(shí)用新型實(shí)施例提供一種逆變電源裝置，以實(shí)現(xiàn)逆變電路中開光管軟開關(guān)，降 低開關(guān)管的損耗。
[0006] 本實(shí)用新型實(shí)施例提供了一種逆變電源裝置，包括：
[0007] 直流源、逆變電路、電感、電壓傳感器、電流傳感器、電壓電流采樣單元、以及調(diào)制 控制單元;其中，
[0008] 所述直流源與所述逆變電路相連；
[0009] 所述逆變電路的輸出端通過所述電感與負(fù)載相連；
[0010] 所述電壓電流采樣單元的輸入端通過所述電壓傳感器和電流傳感器與所述逆變 電路的輸出端相連，用于采集電壓信號(hào)和電流信號(hào)；
[0011] 所述電壓電流采樣單元的輸出端與所述調(diào)制控制單元的輸入端相連，用于將采集 到的電壓信號(hào)和電流信號(hào)輸出至所述調(diào)制控制單元；
[0012] 所述調(diào)制控制單元的輸出端與所述逆變電路的輸入端相連，用于根據(jù)所述電壓電 流采樣單元輸出的電壓信號(hào)和電流信號(hào)生成脈寬調(diào)制PWM驅(qū)動(dòng)控制信號(hào)，以控制所述逆變 電路中開關(guān)管導(dǎo)通和關(guān)斷。
[0013] 本實(shí)用新型實(shí)施例提供的技術(shù)方案，采用電感使逆變電源工作于不連續(xù)導(dǎo)通模 式，在無需外加諧振電路的情況下根據(jù)電壓電流采樣單元輸出的電流信號(hào)采用控制策略實(shí) 現(xiàn)了逆變電路中功率開關(guān)器件的軟開關(guān)，大幅減小了開關(guān)損耗，從而可以大幅減小散熱器 的體積和重量，有效地提高了逆變器的功率密度。
【附圖說明】

[0014] 為了更清楚地說明本實(shí)用新型實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對(duì)實(shí)施例 或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖做一簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖是 本實(shí)用新型的一些實(shí)施例，對(duì)于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動(dòng)的前提下， 還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。
[0015] 圖1是本實(shí)用新型實(shí)施例一提供的一種逆變電源裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0016] 圖2是本實(shí)用新型實(shí)施例一提供的一個(gè)開關(guān)周期內(nèi)電感電流波形圖；
[0017] 圖3是本實(shí)用新型實(shí)施例二提供的一種逆變電源裝置的調(diào)制控制單元的結(jié)構(gòu)示意 圖；
[0018] 圖4是本實(shí)用新型實(shí)施例二提供的一種逆變電源裝置的電感電流波形圖；
[0019] 圖5是本實(shí)用新型實(shí)施例三提供的一種逆變電源裝置的電壓控制子單元的控制結(jié) 構(gòu)示意圖；
[0020] 圖6是本實(shí)用新型實(shí)施例四提供的一種逆變電源裝置的控制方法的流程示意圖； [0021 ]圖7是本實(shí)用新型實(shí)施例五提供的一種逆變電源裝置拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)示意圖；
[0022] 圖8是本實(shí)用新型實(shí)施例五提供的一種逆變電源裝置空載時(shí)輸出電壓、輸出電流 和電感電流波形圖；
[0023] 圖9是本實(shí)用新型實(shí)施例五提供的一種逆變電源裝置帶阻性負(fù)載時(shí)輸出電壓、輸 出電流和電感電流波形圖；
[0024] 圖10是本實(shí)用新型實(shí)施例五提供的一種逆變電源裝置帶非線性負(fù)載時(shí)輸出電壓、 輸出電流和電感電流波形圖；
[0025] 圖11是本實(shí)用新型實(shí)施例五提供的一種逆變電源裝置電感電流波形圖。
【具體實(shí)施方式】
[0026] 為使本實(shí)用新型的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點(diǎn)更加清楚，以下將參照本實(shí)用新型實(shí)施 例中的附圖，通過實(shí)施方式清楚、完整地描述本實(shí)用新型的技術(shù)方案，顯然，所描述的實(shí)施 例是本實(shí)用新型一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例?；诒緦?shí)用新型中的實(shí)施例，本領(lǐng)域 普通技術(shù)人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動(dòng)前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都屬于本實(shí)用新型 保護(hù)的范圍。
[0027] 實(shí)施例一
[0028]圖1是本實(shí)用新型實(shí)施例一提供的一種逆變電源裝置的結(jié)構(gòu)示意圖，參見圖1，所 述裝置包括:直流源11、逆變電路12、電感L、電壓傳感器13、電流傳感器14、電壓電流采樣單 元15、以及調(diào)制控制單元16;其中，
[0029] 所述直流源11與所述逆變電路12相連；
[0030] 所述逆變電路12的輸出端通過所述電感L與負(fù)載相連；
[0031] 所述電壓電流采樣單元15的輸入端通過所述電壓傳感器13和電流傳感器14與所 述逆變電路12的輸出端相連，用于采集電壓和電流信號(hào)；
[0032] 所述電壓電流采樣單元15的輸出端與所述調(diào)制控制單元16的輸入端相連，用于將 采集到的電壓和電流信號(hào)輸出至所述調(diào)制控制單元16;
[0033] 所述調(diào)制控制單元16的輸出端與所述逆變電路12的輸入端相連，用于根據(jù)所述電 壓電流采樣單元15輸出的電壓信號(hào)和電流信號(hào)生成脈寬調(diào)制PWM驅(qū)動(dòng)控制信號(hào)，以控制所 述逆變電路12中開關(guān)管導(dǎo)通和關(guān)斷。
[0034] 逆變電路輸出端輸出的是高電壓和大電流信號(hào)，一般不能直接送入電壓電流采樣 單元，可以通過電壓傳感器將高電壓轉(zhuǎn)換為電壓電流采樣單元可以接收的小電壓信號(hào)，通 過電流傳感器將大電流轉(zhuǎn)換為電壓電流采樣單元可以接收的小電流信號(hào)，經(jīng)電壓電流采樣 單元采集并輸出電壓和電流信號(hào)。
[0035] 其中，電感L感抗的基準(zhǔn)值Rb定義為
[0036]
CI )
[0037] 電感L感抗的標(biāo)幺值X，定義為
[0038]
(2)
[0039] 在本實(shí)施例中，逆變電源裝置中使用的電感L的感抗標(biāo)幺值X，滿足：
[0040]
(3)
[0041] 其中:Xl為逆變電源額定輸出頻率下電感的感抗值；
[0042] coN為逆變電源裝置的額定輸出頻率；
[0043] L為電感的電感值；
[0044] E為逆變電源直流母線相對(duì)中性點(diǎn)的電壓幅值；
[0045] 1為額定輸出電壓峰值；
[0046] Ts為開關(guān)周期。
[0047]當(dāng)選擇的電感L滿足條件（3)，向逆變電路12中的開關(guān)管施加相應(yīng)的驅(qū)動(dòng)控制信 號(hào)，得到的電感電流的波形如圖2所示。使用電感L可以使逆變電源裝置工作于不連續(xù)導(dǎo)通 模式，Ts為逆變電路12中開關(guān)管的一個(gè)開關(guān)周期，T s = T〇n+T〇ff，T〇n為開關(guān)管的導(dǎo)通時(shí)間，T〇ff 為開關(guān)管的關(guān)斷時(shí)間，在開關(guān)管導(dǎo)通的時(shí)間Tc> n，電感電流一直在上升，并且在開關(guān)管關(guān)斷時(shí) 刻達(dá)到最大;在開關(guān)管關(guān)斷時(shí)間IWf，電感電流開始下降，并且在開關(guān)管下一次開通時(shí)刻t2 之前的時(shí)刻tl下降為0。開關(guān)管的下個(gè)開關(guān)周期重復(fù)上述過程，通過電感L可以實(shí)現(xiàn)逆變電 源裝置工作于不連續(xù)導(dǎo)通狀態(tài)。此時(shí)，可以通過有效的控制開關(guān)管的開通時(shí)間1^和關(guān)斷時(shí) 間IWf，使tl和t2時(shí)刻之間有一定的時(shí)間裕量，實(shí)現(xiàn)開關(guān)管的零電流開通，達(dá)到軟開關(guān)的效 果。
[0048] 電感L在電路中還起到濾波的作用，實(shí)際中一般選擇在額定頻率下，電感感抗的標(biāo) 幺值小于1 %的電感L，而一般磁芯磁路不閉合的空心電感的電感值一般比較小，因此，所述 電感L可以為磁芯磁路不閉合的空心電感。使用磁芯磁路不閉合的空心電感L還可以有效地 減小電感體積，降低磁芯損耗，即降低了鐵磁損耗。
[0049] 可選的，如圖1所示，所述裝置還包括：
[0050] 第一電容C1、第二電容C2、以及至少一個(gè)第三電容C3。
[0051] 所述第一電容C1與所述第二電容C2串聯(lián)組成串聯(lián)電路，所述串聯(lián)電路與所述直流 源11并聯(lián)；
[0052]所述第三電容C3的一端與所述逆變電路12的輸出端相連，所述第三電容C3的另一 端與所述第一電容C1和所述第二電容C2的連接端相連。
[0053] 第一電容C1和第二電容C2可以穩(wěn)定逆變過程直流源12兩端的電壓，確保裝置可靠 工作。第三電容C3起濾波作用，圖1中示例性的設(shè)置3個(gè)濾波電容C3，可以濾除逆變電路12輸 出端的部分諧波。
[0054]本實(shí)施例中逆變電路為三相逆變橋電路，示例性的設(shè)置三個(gè)電感L和三個(gè)電容C3， 每一相都有一個(gè)電感L和電容C3。當(dāng)逆變電路12的形式改變時(shí)，可以相應(yīng)的設(shè)置電感L和電 容C3的個(gè)數(shù)。
[0055]本實(shí)施例提供的技術(shù)方案，采用小電感(如磁芯磁路不閉合的空心電感)來縮小電 感體積，提高功率密度，同時(shí)大幅降低或消除了磁芯損耗;并且使逆變電源工作于不連續(xù)導(dǎo) 通模式，可以在無需外加諧振電路的情況下實(shí)現(xiàn)了逆變電路中功率開關(guān)器件的軟開關(guān)，大 幅減小了開關(guān)損耗，從而可以大幅減小散熱器的體積和重量，有效地提高了逆變電源裝置 的功率密度。
[0056] 實(shí)施例二
[0057] 圖3是本實(shí)用新型實(shí)施例二提供的一種逆變電源裝置的調(diào)制控制單元的結(jié)構(gòu)示意 圖。參見圖3,在上述實(shí)施例一的基礎(chǔ)上，所述調(diào)制控制單元210包括：
[0058] 電流控制子單元211，用于根據(jù)所述電流信號(hào)從峰值下降至零點(diǎn)的過零時(shí)間，控制 所述PWM驅(qū)動(dòng)控制信號(hào)的低電平時(shí)長，以使電感電流始終處于不連續(xù)狀態(tài)；
[0059]電壓控制子單元212,用于根據(jù)所述電壓信號(hào)與標(biāo)準(zhǔn)正弦波電壓信號(hào)的比較結(jié)果， 控制所述PWM驅(qū)動(dòng)控制信號(hào)的高電平時(shí)長，以使電感電流始終處于不連續(xù)狀態(tài)；
[0060] 其中，所述PWM驅(qū)動(dòng)控制信號(hào)的低電平用于控制開關(guān)管斷開，高電平用于控制開關(guān) 管導(dǎo)通，所述PWM驅(qū)動(dòng)控制信號(hào)分別控制所述逆變電路中上下開關(guān)管導(dǎo)通和關(guān)斷。
[0061] 電流控制子單元根據(jù)電流信號(hào)來控制PWM驅(qū)動(dòng)控制信號(hào)，主要是為了確保在電感 電流為0時(shí)開通逆變電路中的功率管，即根據(jù)電流信號(hào)從峰值下降至零點(diǎn)的過零時(shí)間，控制 所述PWM驅(qū)動(dòng)控制信號(hào)的低電平時(shí)長，可以使電感電流從0安培開始變化，并在逆變電路中 開關(guān)管的開關(guān)周期結(jié)束之前回到〇安培。
[0062] 示例性的，參見圖4,電壓電流采樣單元輸出PWM驅(qū)動(dòng)控制信號(hào)，功率電路中開關(guān)管 在to時(shí)刻開通，t〇-tl時(shí)間開關(guān)管處于開通狀態(tài)，電感電流在t〇-tl時(shí)間從0開始上升，在tl 時(shí)達(dá)到峰值，11為開關(guān)管關(guān)斷時(shí)刻。在11時(shí)刻電感電流不能突變，方向也沒有改變，電感電 流開始下降，在t2時(shí)刻下降為0,在t2時(shí)刻開關(guān)管的下個(gè)開關(guān)周期還沒有開始，對(duì)于逆變橋 電路，在tl-t2時(shí)間，上下兩個(gè)開關(guān)管都處于關(guān)斷狀態(tài)，可通過開關(guān)管的反并聯(lián)二極管續(xù)流。 tl-t2為電流信號(hào)從峰值下降至零點(diǎn)的過零時(shí)間，tl-t3為PWM驅(qū)動(dòng)控制信號(hào)的低電平時(shí)長， 電流控制子單元可以根據(jù)電流信號(hào)從峰值下降至零點(diǎn)的過零時(shí)間控制tl-t3的時(shí)間，以使 電感電流始終處于不連續(xù)狀態(tài)，即在t2-t3時(shí)間電感電流為零，相鄰兩個(gè)控制周期之間，電 感電流始終斷續(xù)。在t3時(shí)刻，開關(guān)管進(jìn)入下一個(gè)開關(guān)周期，開關(guān)管再次導(dǎo)通。此時(shí)，由于電感 電流為零，開關(guān)管開通過程的電流為零，可以實(shí)現(xiàn)開關(guān)管的無損耗開通，實(shí)現(xiàn)軟開關(guān)效果， 降低了開關(guān)管的開通損耗。t4時(shí)刻以后的時(shí)間逆變電路中的開關(guān)器件重復(fù)上述狀態(tài)的變 化。上述過程表明通過控制PWM驅(qū)動(dòng)控制信號(hào)的低電平時(shí)長，可以實(shí)現(xiàn)開關(guān)管的軟開關(guān)。
[0063] 使用電感可以使逆變電路工作于不連續(xù)導(dǎo)通模式，在此基礎(chǔ)上控制開關(guān)管的導(dǎo)通 時(shí)間和關(guān)斷時(shí)間可以實(shí)現(xiàn)開關(guān)管的無損耗開通。在應(yīng)用中，逆變電源裝置一般是需要輸出 正弦波電壓，電壓控制子單元根據(jù)電壓信號(hào)與標(biāo)準(zhǔn)正弦波電壓信號(hào)的比較結(jié)果，控制所述 PWM驅(qū)動(dòng)控制信號(hào)的高電平時(shí)長，可以使逆變電源裝置輸出正弦波電壓。當(dāng)需要輸出其他類 型的信號(hào)時(shí)，可以將電壓信號(hào)與相應(yīng)的調(diào)制信號(hào)進(jìn)行比較，通過相應(yīng)的控制算法，控制PWM 驅(qū)動(dòng)控制信號(hào)的占空比。
[0064] 本實(shí)施例提供的技術(shù)方案，電流控制子單元通過控制輸出PWM控制信號(hào)的低電平 時(shí)長，使逆變電源工作于不連續(xù)導(dǎo)通模式，在無需外加諧振電路的情況下實(shí)現(xiàn)了逆變電路 中功率開關(guān)器件的軟開關(guān)，減小了開關(guān)損耗；電壓控制子單元根據(jù)電壓信號(hào)與標(biāo)準(zhǔn)正弦波 電壓信號(hào)的比較結(jié)果，控制所述PWM驅(qū)動(dòng)控制信號(hào)的高電平時(shí)長，使逆變電源裝置輸出標(biāo)準(zhǔn) 的正弦波電壓，使逆變電源能夠向任意負(fù)載提供標(biāo)準(zhǔn)正弦波供電電壓。
[0065] 實(shí)施例三
[0066] 圖5是本實(shí)施例提供的一種逆變電源裝置的電壓控制子單元的控制結(jié)構(gòu)示意圖。 在上述實(shí)施例二的基礎(chǔ)上，所述電壓控制子單元具體用于：
[0067] 將所述電壓信號(hào)與所述標(biāo)準(zhǔn)正弦波電壓信號(hào)進(jìn)行比較，確定差值；
[0068] 若所述差值大于設(shè)定閾值，則根據(jù)差值方向和差值大小，提高或者降低所述設(shè)定 PWM驅(qū)動(dòng)控制信號(hào)的高電平時(shí)長。
[0069]其中，使用標(biāo)準(zhǔn)正弦波電壓信號(hào)進(jìn)行載波調(diào)制，可以使逆變電路輸出標(biāo)準(zhǔn)的正弦 波。將電壓信號(hào)與標(biāo)準(zhǔn)正弦波電壓信號(hào)進(jìn)行比較，確定差值;則根據(jù)差值方向和差值大小， 提高或者降低所述設(shè)定PWM驅(qū)動(dòng)控制信號(hào)的高電平時(shí)長，可以調(diào)整PWM驅(qū)動(dòng)控制信號(hào)的占空 比，以使二者之間差值消除，確保逆變電路輸出標(biāo)準(zhǔn)的正弦波電壓。具體地，參見圖5,可以 在開關(guān)管的第k個(gè)開關(guān)周期的開始中，通過將向負(fù)載輸出的電壓采樣信號(hào) Uci(k)與參考指令 電壓Ur(k)比較，確定差值，根據(jù)差值計(jì)算所對(duì)應(yīng)輸出的開關(guān)管的占空比d(k)的大小，并根 據(jù)控制信號(hào)d(k)控制開關(guān)器件動(dòng)作，電壓采樣信號(hào)可通過電壓電流采樣單元獲取。其中，占 空比為在開關(guān)管的每個(gè)開關(guān)周期中，電感電流持續(xù)上升的時(shí)間占整個(gè)開關(guān)周期的比例。
[0070] 本實(shí)施例提供的技術(shù)方案，可以實(shí)現(xiàn)逆變電電路中開關(guān)管軟開關(guān)，并且使逆變電 路輸出標(biāo)準(zhǔn)的正弦波電壓，使逆變電源能夠向任意負(fù)載提供標(biāo)準(zhǔn)正弦波供電電壓。
[0071] 實(shí)施例四
[0072] 圖6是本實(shí)用新型實(shí)施例四提供的一種逆變電源裝置的控制方法的流程示意圖。 所述方法可以由上述任意實(shí)施例中的逆變電源裝置來執(zhí)行，具體可由調(diào)制控制單元執(zhí)行。 參見圖6，本實(shí)施例提供的逆變電源的控制方法具體包括：
[0073] S310、向所述逆變電路中開關(guān)管的控制端輸出脈寬調(diào)制PWM驅(qū)動(dòng)控制信號(hào)；
[0074] S320、根據(jù)所述電壓電流采樣單元輸出的電壓信號(hào)和電流信號(hào)控制所述PWM驅(qū)動(dòng) 控制信號(hào)。
[0075] 進(jìn)一步的，根據(jù)所述電流信號(hào)從峰值下降至零點(diǎn)的過零時(shí)間，控制所述PWM驅(qū)動(dòng)控 制信號(hào)的低電平時(shí)長，以使電感電流始終處于不連續(xù)狀態(tài)；
[0076] 根據(jù)所述電壓信號(hào)與標(biāo)準(zhǔn)正弦波電壓信號(hào)的比較結(jié)果，控制所述PWM驅(qū)動(dòng)控制信 號(hào)的高電平時(shí)長；
[0077] 其中，所述PWM驅(qū)動(dòng)控制信號(hào)的低電平用于控制開關(guān)管斷開，高電平用于控制開關(guān) 管導(dǎo)通，所述PWM驅(qū)動(dòng)控制信號(hào)分別控制所述逆變電路中上下開關(guān)管導(dǎo)通和關(guān)斷。
[0078] 進(jìn)一步的，所述根據(jù)所述電壓信號(hào)與標(biāo)準(zhǔn)正弦波電壓信號(hào)的比較結(jié)果，控制所述 PWM驅(qū)動(dòng)控制信號(hào)的高電平時(shí)長，包括：
[0079]將所述電壓信號(hào)與所述標(biāo)準(zhǔn)正弦波電壓信號(hào)進(jìn)行比較，確定差值；
[0080]若所述差值大于設(shè)定閾值，則根據(jù)差值方向和差值大小，提高或者降低所述PWM驅(qū) 動(dòng)控制信號(hào)的高電平時(shí)長。
[0081]本實(shí)施例提供的技術(shù)方案，采用相應(yīng)的控制策略，在無需外加諧振電路的情況下 實(shí)現(xiàn)了逆變電路中功率開關(guān)器件的軟開關(guān)，大幅減小了開關(guān)損耗，從而可以大幅減小散熱 器的體積和重量，有效地提高了逆變電源裝置的功率密度，并且使逆變電路輸出標(biāo)準(zhǔn)的正 弦波電壓，使逆變電源能夠向任意負(fù)載提供標(biāo)準(zhǔn)正弦波供電電壓，適用于各種中小功率三 相及單相逆變電源裝置。
[0082] 實(shí)施例五
[0083] 圖7是本實(shí)用新型實(shí)施例五提供的一種逆變電源裝置拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)示意圖。本實(shí)施例 是基于圖7中所示的單相半橋逆變電源的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，建立了逆變電源裝置的MATLAB/ Simulink仿真模型并完成了仿真驗(yàn)證。參見圖8,圖8中為逆變電源裝置空載時(shí)的輸出電壓 波形411、輸出電流波形412和電感電流波形413。參見圖9,圖9中為逆變電源裝置帶阻性負(fù) 載時(shí)的輸出電壓波形421、輸出電流波形422和電感電流波形423。參見圖10,圖10中為逆變 電源裝置帶非線性負(fù)載時(shí)的輸出電壓波形431、輸出電流波形432和電感電流波形433。
[0084] 圖11是在低頻時(shí)電感電流波形的包絡(luò)圖。圖8、圖9、圖10和圖11表明在帶任意負(fù)載 時(shí)，逆變電源裝置都能夠工作于不連續(xù)導(dǎo)通模式。并且可以在不連續(xù)導(dǎo)通模式下控制逆變 電源裝置快速、準(zhǔn)確地跟蹤輸入指令電壓，實(shí)現(xiàn)逆變電源裝置中開關(guān)器件的軟開關(guān)，有效提 高逆變電源裝置效率。
[0085] 注意，上述僅為本實(shí)用新型的較佳實(shí)施例及所運(yùn)用技術(shù)原理。本領(lǐng)域技術(shù)人員會(huì) 理解，本實(shí)用新型不限于這里所述的特定實(shí)施例，對(duì)本領(lǐng)域技術(shù)人員來說能夠進(jìn)行各種明 顯的變化、重新調(diào)整和替代而不會(huì)脫離本實(shí)用新型的保護(hù)范圍。因此，雖然通過以上實(shí)施例 對(duì)本實(shí)用新型進(jìn)行了較為詳細(xì)的說明，但是本實(shí)用新型不僅僅限于以上實(shí)施例，在不脫離 本實(shí)用新型構(gòu)思的情況下，還可以包括更多其他等效實(shí)施例，而本實(shí)用新型的范圍由所附 的權(quán)利要求范圍決定。
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種逆變電源裝置，其特征在于，包括:直流源、逆變電路、電感、電壓傳感器、電流傳 感器、電壓電流采樣單元、以及調(diào)制控制單元;其中， 所述直流源與所述逆變電路相連； 所述逆變電路的輸出端通過所述電感與負(fù)載相連； 所述電壓電流采樣單元的輸入端通過所述電壓傳感器和電流傳感器與所述逆變電路 的輸出端相連，用于采集電壓信號(hào)和電流信號(hào)； 所述電壓電流采樣單元的輸出端與所述調(diào)制控制單元的輸入端相連，用于將采集到的 電壓信號(hào)和電流信號(hào)輸出至所述調(diào)制控制單元； 所述調(diào)制控制單元的輸出端與所述逆變電路的輸入端相連，用于根據(jù)所述電壓電流采 樣單元輸出的電壓信號(hào)和電流信號(hào)生成脈寬調(diào)制PWM驅(qū)動(dòng)控制信號(hào)，以控制所述逆變電路 中開關(guān)管導(dǎo)通和關(guān)斷。2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于，所述調(diào)制控制單元包括： 電流控制子單元，用于根據(jù)所述電流信號(hào)從峰值下降至零點(diǎn)的過零時(shí)間，控制所述PWM 驅(qū)動(dòng)控制信號(hào)的低電平時(shí)長，以使電感電流始終處于不連續(xù)狀態(tài)； 電壓控制子單元，用于根據(jù)所述電壓信號(hào)與標(biāo)準(zhǔn)正弦波電壓信號(hào)的比較結(jié)果，控制所 述PWM驅(qū)動(dòng)控制信號(hào)的高電平時(shí)長； 其中，所述PWM驅(qū)動(dòng)控制信號(hào)的低電平用于控制開關(guān)管斷開，高電平用于控制開關(guān)管導(dǎo) 通，所述PWM驅(qū)動(dòng)控制信號(hào)分別控制所述逆變電路中上下開關(guān)管導(dǎo)通和關(guān)斷。3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于，所述電感的感抗標(biāo)么值X，為： 興1r 處r文妳棚疋刪〇〇觀半丨、.電感的感抗值； ?N為逆變電源裝置的額定輸出頻率； L為電感的電感值； Rb為額定輸出電壓有效值與額定輸出電流有效值的比值； E為逆變電源直流母線相對(duì)中性點(diǎn)的電壓幅值； Vm為額定輸出電壓峰值； Ts為開關(guān)周期。4. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的裝置，其特征在于，所述電感為磁芯磁路不閉合的空心電感。5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于，還包括： 第一電容、第二電容、以及至少一個(gè)第三電容； 所述第一電容與所述第二電容串聯(lián)組成串聯(lián)電路，所述串聯(lián)電路與所述直流源并聯(lián)； 所述第三電容的一端與所述逆變電路的輸出端相連，所述第三電容的另一端與所述第 一電容和所述第二電容的連接端相連。
【文檔編號(hào)】H02M7/48GK205725498SQ201521142772
【公開日】2016年11月23日
【申請(qǐng)日】2015年12月31日
【發(fā)明人】張宇, 關(guān)清心, 李民英, 匡金華
【申請(qǐng)人】廣東志成冠軍集團(tuán)有限公司, 華中科技大學(xué)