逆变器及其升压控制方法和控制装置以及前级电路和电器制造方法及图纸

本公开提出一种逆变器及其升压控制方法和控制装置以及前级电路和电器，涉及电子电路领域。本公开通过一种设定结构的前级电路，使得单级结构的逆变器就能够实现都对电压的调节。此外，通过合理地设置逆变桥直通占比信息，使得逆变器可以实现任意倍数的升压。此外，通过前级电路结构及其储能元件的设置，使得逆变器的上下桥臂可以直通，无需插入死区时间，改善输出波形，提高输出电压质量。

Inverter and its step-up control method and control device as well as front-stage circuit and electric appliance

The invention provides an inverter, a boost control method and a control device thereof as well as a front-stage circuit and an electric appliance, relating to the field of electronic circuits. Through a pre-stage circuit of the setting structure, the inverter of the single-stage structure can realize all voltage regulation. In addition, the inverter can achieve any multiple voltage boost by setting the proportion information of inverter bridge directly. In addition, the upper and lower bridge arms of the inverter can be directly connected through the front-end circuit structure and the setting of energy storage elements, without inserting dead time, improving the output waveform and improving the output voltage quality.

【技术实现步骤摘要】
逆变器及其升压控制方法和控制装置以及前级电路和电器
本公开涉及电子电路领域，特别涉及一种逆变器及其升压控制方法和控制装置以及前级电路和电器。
技术介绍
逆变器是把直流电转变成交流电的设备。其中一种电压型逆变器，若应用在输入电压范围变动较大的场合，需要在前级增加DC/DC(直流到直流)变换器，多级结构导致系统的传输效率降低，成本增加。此外，电压型逆变器不允许上下桥臂同时导通，否则会发生短路，损坏逆变器，因此需要在上下桥臂开关信号中加入死区时间(即上下桥臂同时关断)，但死区时间的加入会引起输出波形的畸变。
技术实现思路
为了解决电压型逆变器存在的上述至少一个问题，本公开通过一种设定结构的前级电路，使得单级结构的逆变器就能够实现都对电压的调节。此外，通过合理地设置逆变桥直通占比信息，使得逆变器可以实现任意倍数的升压。此外，通过前级电路结构及其储能元件的设置，使得逆变器的上下桥臂可以直通，无需插入死区时间，改善输出波形，提高输出电压质量。根据本公开的一个方面，提出一种逆变器，包括：前级电路和逆变桥；所述前级电路包括：开关管、第一电感、第二电感、储能电容、第一二极管、第二二极管、第三二极管、第四二极管和第五二极管；其中，第一二极管的正极连接第一电感的第一端，第一二极管的负极连接第二电感的第一端，第二二极管的正极连接第一电感的第二端，第二二极管的负极连接第二电感的第二端，第三二极管的正极连接第二二极管的正极，第三二极管的负极连接第一二极管的负极，开关管的正极连接第二二极管的负极和第四二极管的正极，开关管的负极连接第五二极管的正极，储能电容的两端分别连接第四二极管的负极和开关管的负极，第一二极管的正极连接直流输入电源的正极，第五二极管的负极连接直流输入电源的正极，第四二极管的负极和直流输入电源的负极分别连接逆变桥的两端。在一些实施例中，当逆变桥工作在直通状态时，逆变桥短路，开关管、第一二极管和第二二极管导通，第三二极管、第四二极管和第五二极管截止，第一电感和第二电感并联并存储能量，储能电容和直流输入电源向第一电感和第二电感释放能量。在一些实施例中，当逆变桥工作在非直通状态时，逆变桥等效为电压源，开关管、第一二极管和第二二极管截止，第三二极管、第四二极管和第五二极管导通，第一电感和第二电感串联，第一电感、第二电感和直流输入电源向储能电容和逆变桥释放能量，储能电容存储能量。在一些实施例中，逆变桥的两端分别连接直流母线的正极和负极。在一些实施例中，所述开关管为有源器件。在一些实施例中，所述逆变桥为三相逆变桥。在一些实施例中，逆变桥两端的输出电压相对于直流输入电压的升压因子为：其中，B表示逆变桥两端的输出电压VPN相对于直流输入电压Vin的升压因子，D表示在一个开关周期内逆变桥处于直通状态的时间的占比信息，D被配置为大于0且小于1/3，以使得B大于1。根据本公开的一个方面，提出一种前级电路，包括：开关管、第一电感、第二电感、储能电容、第一二极管、第二二极管、第三二极管、第四二极管和第五二极管；其中，第一二极管的正极连接第一电感的第一端，第一二极管的负极连接第二电感的第一端，第二二极管的正极连接第一电感的第二端，第二二极管的负极连接第二电感的第二端，第三二极管的正极连接第二二极管的正极，第三二极管的负极连接第一二极管的负极，开关管的正极连接第二二极管的负极和第四二极管的正极，开关管的负极连接第五二极管的正极，储能电容的两端分别连接第四二极管的负极和开关管的负极，第一二极管的正极连接直流输入电源的正极，第五二极管的负极连接直流输入电源的正极。在一些实施例中，在第一工作状态下，开关管、第一二极管和第二二极管导通，第三二极管、第四二极管和第五二极管截止，第一电感和第二电感并联并存储能量，储能电容和直流输入电源向第一电感和第二电感释放能量。在一些实施例中，在第二工作状态下，开关管、第一二极管和第二二极管截止，第三二极管、第四二极管和第五二极管导通，第一电感和第二电感串联，第一电感、第二电感和直流输入电源向储能电容和逆变桥释放能量，储能电容存储能量。根据本公开的一个方面，提出一种基于逆变器的升压控制方法，包括：同时向逆变器中的逆变桥和开关管分别发送第一控制信号和导通控制信号，所述第一控制信号控制逆变桥工作在直通状态，所述导通控制信号控制开关管导通，以使得第一二极管和第二二极管导通，第三二极管、第四二极管和第五二极管截止，第一电感和第二电感并联并存储能量，储能电容和直流输入电源向第一电感和第二电感释放能量；或者，同时向逆变桥和开关管分别发送第二控制信号和截止控制信号，所述第二控制信号控制逆变桥工作在非直通状态，所述截止控制信号控制开关管截止，以使得第一二极管和第二二极管截止，第三二极管、第四二极管和第五二极管导通，第一电感和第二电感串联，第一电感、第二电感和直流输入电源向储能电容和逆变桥释放能量，储能电容存储能量。在一些实施例中，根据在一个开关周期内逆变桥处于直通状态的时间的占比信息，确定第一控制信号和第二控制信号的发送时机；其中，所述占比信息被配置为大于0且小于1/3，以使得逆变桥两端的输出电压VPN相对于直流输入电压Vin的升压因子大于1。根据本公开的一个方面，提出一种电器，包括：前述任一个实施例的逆变器，或者，前述任一个实施例的前级电路。根据本公开的一个方面，提出一种基于逆变器的升压控制装置，包括：存储器；以及耦接至所述存储器的处理器，所述处理器被配置为基于存储在所述存储器中的指令，执行前述任一个实施例的升压控制方法。根据本公开的一个方面，提出一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该程序被处理器执行时实现前述任一个实施例的升压控制方法。附图说明下面将对实施例或相关技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍。根据下面参照附图的详细描述，可以更加清楚地理解本公开，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本公开的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1为本公开一些实施例中基于逆变器实现的升压系统的示意图。图2为本公开另一些实施例中基于逆变器实现的升压系统的示意图。图3为本公开一些实施例中逆变器工作在直通状态的原理示意图。图4为本公开一些实施例中逆变器工作在非直通状态的原理示意图。图5为本公开一些实施例中基于逆变器的升压控制方法的流程示意图。图6为本公开一些实施例中基于逆变器的升压控制装置的示意图。具体实施方式下面将结合本公开实施例中的附图，对本公开实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。图1为本公开一些实施例中基于逆变器实现的升压系统的示意图。图2为本公开另一些实施例中基于逆变器实现的升压系统的示意图。如图1和图2所示，该实施例的升压系统包括：前级电路11和逆变桥12，本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种逆变器，其特征在于，包括：前级电路和逆变桥；/n所述前级电路包括：开关管、第一电感、第二电感、储能电容、第一二极管、第二二极管、第三二极管、第四二极管和第五二极管；/n其中，第一二极管的正极连接第一电感的第一端，第一二极管的负极连接第二电感的第一端，第二二极管的正极连接第一电感的第二端，第二二极管的负极连接第二电感的第二端，第三二极管的正极连接第二二极管的正极，第三二极管的负极连接第一二极管的负极，开关管的正极连接第二二极管的负极和第四二极管的正极，开关管的负极连接第五二极管的正极，储能电容的两端分别连接第四二极管的负极和开关管的负极，第一二极管的正极连接直流输入电源的正极，第五二极管的负极连接直流输入电源的正极，第四二极管的负极和直流输入电源的负极分别连接逆变桥的两端。/n

【技术特征摘要】
1.一种逆变器，其特征在于，包括：前级电路和逆变桥；
所述前级电路包括：开关管、第一电感、第二电感、储能电容、第一二极管、第二二极管、第三二极管、第四二极管和第五二极管；
其中，第一二极管的正极连接第一电感的第一端，第一二极管的负极连接第二电感的第一端，第二二极管的正极连接第一电感的第二端，第二二极管的负极连接第二电感的第二端，第三二极管的正极连接第二二极管的正极，第三二极管的负极连接第一二极管的负极，开关管的正极连接第二二极管的负极和第四二极管的正极，开关管的负极连接第五二极管的正极，储能电容的两端分别连接第四二极管的负极和开关管的负极，第一二极管的正极连接直流输入电源的正极，第五二极管的负极连接直流输入电源的正极，第四二极管的负极和直流输入电源的负极分别连接逆变桥的两端。


2.根据权利要求1所述的逆变器，其特征在于，
当逆变桥工作在直通状态时，逆变桥短路，开关管、第一二极管和第二二极管导通，第三二极管、第四二极管和第五二极管截止，第一电感和第二电感并联并存储能量，储能电容和直流输入电源向第一电感和第二电感释放能量。


3.根据权利要求1所述的逆变器，其特征在于，
当逆变桥工作在非直通状态时，逆变桥等效为电压源，开关管、第一二极管和第二二极管截止，第三二极管、第四二极管和第五二极管导通，第一电感和第二电感串联，第一电感、第二电感和直流输入电源向储能电容和逆变桥释放能量，储能电容存储能量。


4.根据权利要求1所述的逆变器，其特征在于，逆变桥的两端分别连接直流母线的正极和负极。


5.根据权利要求1-4任一项所述的逆变器，其特征在于，
所述开关管为有源器件；
或者，所述逆变桥为三相逆变桥。


6.根据权利要求1-4任一项所述的逆变器，其特征在于，
逆变桥两端的输出电压相对于直流输入电压的升压因子为：



其中，B表示逆变桥两端的输出电压VPN相对于直流输入电压Vin的升压因子，D表示在一个开关周期内逆变桥处于直通状态的时间的占比信息，D被配置为大于0且小于1/3，以使得B大于1。


7.一种前级电路，其特征在于，包括：
开关管、第一电感、第二电感、储能电容、第一二极管、第二二极管、第三二极管、第四二极管和第五二极管；
其中，第一二极管的正极连接第一电感的第一端，第一二极管的负极连接第二电感的第一端，第二二极管的正极连接第一电感的第二端，第二二极管的负极连接第二电感的第二端，第三二极管的正极连接第二二极管的...

【专利技术属性】
技术研发人员：李修贤，于洪涛，寇苗苗，张煜文，杨帆，刘文斌，
申请(专利权)人：珠海格力电器股份有限公司，
类型：发明
国别省市：广东;44