一种单相全桥逆变电路及其调制方法技术

一种单相全桥逆变电路及其电流调制方法，电路包括母线电容、全桥变换电路、滤波电路和第一、二逆阻型IGBT；变换电路输入端M、N对应连接母线电容正、负极、输出端A、B连接滤波电路；IGBT一集电极、发射极及IGBT二发射极、集电极对应连接A、B点；变换电路各桥臂包括开关管与反接的二极管，桥臂一发射极与桥臂二集电极连接点A，桥臂三发射极与桥臂四集电极连接点B；桥臂一集电极与桥臂三集电极连接点M，桥臂二发射极与桥臂四发射极连接点N；方法基于上述电路进行，在输出电压正半周控制IGBT二导通，负半周控制IGBT一导通。本发明专利技术提高了逆变器效率，可有效抑制共模电压的脉动，调制效果好。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种单相全桥逆变电路，还涉及对该电路进行调制的方法。
技术介绍
如图1所示，现有的单相逆变电路包括连接于直流输入端的母线电容10、全桥变换电路100和滤波电路，全桥变换电路100的输入端M、N连接在母线电容10的两端、输出端A、B连接在滤波电路的两端，M与母线电容10的正极相连，N点与母线电容10的负极相连。滤波电路为LC滤波电路，全桥变换电路中LC滤波电路由电感L20、电容C30组成，全桥变换电路100的每个桥臂包括开关管(S1、S2、S3、S4，可以采用IGBT或MOS管等)和反向连接在开关管集电极和发射极两端的二极管，第一桥臂开关管SI的发射极与第二桥臂开关管S2的集电极相连于点A，第三桥臂开关管S3的发射极与第四桥臂开关管S4的集电极相连于点B ;第一桥臂开关管SI的集电极与第三桥臂开关管S3的集电极相连于点M，第二桥臂开关管S2的发射极与第四桥臂开关管S4的发射极相连于点N。为了使输出波形质量好，开关动作次数少、降低损耗，现有单相逆变电路常采用单极性SPWM (Sinusoidal Pulse Width Modulation正弦脉冲宽度调制)调制方式进行调制，具体调制方式如下:在调制波正半周，SI 一直导通，S3和S4处于高频调制状态，逆变回路为S1-负载-S4,续流回路为S1-负载-S3。在调制波负半周，S2 —直导通，S3和S4处于高频调制状态，逆变回路为S2-负载-S3，续流回路为S2-负载-S4。在现有单相逆变电路及其调制方法中，存在如下缺陷:全桥变换电路100的输出端A、B两点对母线中点会产生较大的共模电压脉动，从而在接地回路中形成较大的共模漏电流，不仅增加了电路的损耗，而且对人身安全构成重大威胁。
技术实现思路
本专利技术要解决的技术问题之一是，提供一种单相全桥逆变电路，克服现有单相逆变电路存在共模电压脉动和共模漏电流的缺陷。本专利技术要解决的技术问题之二是，提供一种单相全桥逆变电路的调制方法，克服现有单相逆变电路调制方法使单相逆变电路存在共模电压脉动和共模漏电流的缺陷。本专利技术解决其技术问题之一所采用的技术方案是:构造一种单相全桥逆变电路，包括连接于直流输入端的母线电容、全桥变换电路和滤波电路；该全桥变换电路的一个输入端M连接该母线电容的正极，该全桥变换电路的另一个输入端N连接该母线电容的负极；该全桥变换电路的输出端A、B与该滤波电路连接；该全桥变换电路的每个桥臂包括开关管和反向连接在开关管集电极和发射极两端的二极管，第一桥臂开关管的发射极与第二桥臂开关管的集电极相连于输出点A，第三桥臂开关管的发射极与第四桥臂开关管的集电极相连于输出点B ;第一桥臂开关管的集电极与第三桥臂开关管的集电极相连于输入点M，第二桥臂开关管的发射极与第四桥臂开关管的发射极相连于输入点N ；其特征在于，该全桥逆变电路还包括第一逆阻型IGBT和第二逆阻型IGBT，该第一逆阻型IGBT的集电极与所述A点相连、发射极与所述B点相连，该第二逆阻型IGBT的发射极与所述A点相连、集电极与所述B点相连。在本专利技术的单相全桥逆变电路中，所述滤波电路为LC滤波电路或LCL滤波电路。在本专利技术的单相全桥逆变电路中，所述LCL滤波电路中的电感一的感抗与电感二的感抗相等。在本专利技术的单相全桥逆变电路中，所述第一桥臂开关管、第二桥臂开关管、第三桥臂开关管、第四桥臂开关管为相同型号开关管。本专利技术解决其技术问题之二所采用的技术方案是:提供一种单相全桥逆变电路的调制方法，所述单相全桥逆变电路包括连接于直流输入端的母线电容、全桥变换电路和滤波电路；该全桥变换电路的一个输入端M连接该母线电容的正极，该全桥变换电路的另一个输入端N连接该母线电容的负极；该全桥变换电路的输出端A、B与该滤波电路连接；该全桥变换电路的每个桥臂包括开关管和反向连接在开关管集电极和发射极两端的二极管，第一桥臂开关管的发射极与第二桥臂开关管的集电极相连于输出点A，第三桥臂开关管的发射极与第四桥臂开关管的集电极相连于输出点B ;第一桥臂开关管的集电极与第三桥臂开关管的集电极相连于输入点M，第二桥臂开关管的发射极与第四桥臂开关管的发射极相连于输入点N ；该全桥逆变电路还包括第一逆阻型IGBT和第二逆阻型IGBT，该第一逆阻型IGBT的集电极与所述A点相连、发射极与所述B点相连，该第二逆阻型IGBT的发射极与所述A点相连、集电极与所述B点相连；其特征在于，所述方法包括:设所述全桥变换电路输出电压极性参考方向以A高于B为正方向；在输出电压正半周期，控制所述第二逆阻型IGBT —直导通；当输出电流方向由A到B时，在一个开关周期内的电流回路为:所述第一桥臂开关管开通、第四桥臂开关管开通、第一逆阻型IGBT关断时，电流由所述母线电容正极流向所述第一桥臂开关管，再经过负载和所述滤波电路流向所述第四桥臂开关管，回到母线电容负极；当所述第一桥臂开关管关断、第四桥臂开关管关断、第一逆阻型IGBT开通时，电流通过所述第二逆阻型IGBT续流；当输出电流方向由B到A时，在一个开关周期内电流回路为:所述第一桥臂开关管开通、第四桥臂开关管开通、第一逆阻型IGBT关断时，电流由母线电容负极流向所述第四桥臂的二极管，再经过负载和滤波电路流向所述第一桥臂的二极管，回到所述母线电容正极；当所述第一桥臂开关管关断、第四桥臂开关管关断、第一逆阻型IGBT导通时，电流通过所述第一逆阻型IGBT续流；在输出电压负半周期，控制所述第一逆阻型IGBT —直导通；当输出电流由A到B时，在一个开关周期内的电流回路为:所述第二桥臂开关管开通、第三桥臂开关管开通、第二逆阻型IGBT关断时，电流由所述母线电容负极到所述第二桥臂的二极管，经负载和所述滤波电路到第三桥臂的二极管，回到母线电容正极；当所述第二桥臂开关管关断、第三桥臂开关管关断、第二逆阻型IGBT导通时，电流经过第二逆阻型IGBT续流；当输出电流由B到A时，在一个开关周期内的电流回路为:所述第二桥臂开关管开通、第三桥臂开关管开通、第二逆阻型IGBT关断时，电流由所述母线电容正极到第三桥臂开关管，再经过负载和所述滤波电路流向第二桥臂开关管，回到母线电容负极；当第二桥臂开关管关断、第三桥臂开关管关断、第二逆阻型IGBT导通时，电流经过所述第一逆阻型IGBT续流。在本专利技术的单相全桥逆变电路的调制方法中，所述滤波电路为LC滤波电路或LCL滤波电路。在本专利技术的单相全桥逆变电路的调制方法中，所述LCL滤波电路中的电感一的感抗与电感二的感抗相等。在本专利技术的单相全桥逆变电路的调制方法中，所述第一桥臂开关管、第二桥臂开关管、第三桥臂开关管、第四桥臂开关管为相同型号开关管。实施本专利技术的单相全桥逆变电路及其调制方法，与现有技术比较，其有益效果是:1.由于单相全桥逆变电路增加了第一、第二逆阻型IGBT，使续流回路只经过该第一、第二逆阻型IGBT，续流回路的导通损耗将更小，因而提高了整个逆变器的效率；2.当第一桥臂开关管、第二桥臂开关管、第三桥臂开关管、第四桥臂开关管选择相同型号开关管时，可使该第一、二、三、四桥臂开关管的电流波形对称，在续流回路A，B两点的电位被钳位在母线中点，可有效抑制共模电压的脉动；3.结构简单，调制效果好。附图说明图1是现有单相全桥逆变电路图。图2是本专利技术单相全本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种单相全桥逆变电路，包括连接于直流输入端的母线电容、全桥变换电路和滤波电路；该全桥变换电路的一个输入端M连接该母线电容的正极，该全桥变换电路的另一个输入端N连接该母线电容的负极；该全桥变换电路的输出端A、B与该滤波电路连接；该全桥变换电路的每个桥臂包括开关管和反向连接在开关管集电极和发射极两端的二极管，第一桥臂开关管的发射极与第二桥臂开关管的集电极相连于输出点A，第三桥臂开关管的发射极与第四桥臂开关管的集电极相连于输出点B；第一桥臂开关管的集电极与第三桥臂开关管的集电极相连于输入点M，第二桥臂开关管的发射极与第四桥臂开关管的发射极相连于输入点N；其特征在于，该全桥逆变电路还包括第一逆阻型IGBT和第二逆阻型IGBT，该第一逆阻型IGBT的集电极与所述A点相连、发射极与所述B点相连，该第二逆阻型IGBT的发射极与所述A点相连、集电极与所述B点相连。

【技术特征摘要】
1.一种单相全桥逆变电路，包括连接于直流输入端的母线电容、全桥变换电路和滤波电路； 该全桥变换电路的一个输入端M连接该母线电容的正极，该全桥变换电路的另一个输入端N连接该母线电容的负极；该全桥变换电路的输出端A、B与该滤波电路连接； 该全桥变换电路的每个桥臂包括开关管和反向连接在开关管集电极和发射极两端的二极管，第一桥臂开关管的发射极与第二桥臂开关管的集电极相连于输出点A，第三桥臂开关管的发射极与第四桥臂开关管的集电极相连于输出点B ;第一桥臂开关管的集电极与第三桥臂开关管的集电极相连于输入点M，第二桥臂开关管的发射极与第四桥臂开关管的发射极相连于输入点N ； 其特征在于，该全桥逆变电路还包括第一逆阻型IGBT和第二逆阻型IGBT，该第一逆阻型IGBT的集电极与所述A点相连、发射极与所述B点相连，该第二逆阻型IGBT的发射极与所述A点相连、集电极与所述B点相连。2.如权利要求 1所述的单相全桥逆变电路，其特征在于，所述滤波电路为LC滤波电路或LCL滤波电路。3.如权利要求2所述的单相全桥逆变电路，其特征在于，所述LCL滤波电路中的电感一的感抗与电感二的感抗相等。4.如权利要求1至3之一所述的单相全桥逆变电路，其特征在于，所述第一桥臂开关管、第二桥臂开关管、第三桥臂开关管、第四桥臂开关管为相同型号开关管。5.一种单相全桥逆变电路的调制方法，所述全桥逆变电路如权利要求1所述；其特征在于，所述方法包括: 设所述全桥变换电路输出电压极性参考方向以A高于B为正方向； 在输出电压正半周期，控制所述第二逆阻型IGBT —直导通；当输出电流方向由A到B时，在一个开关周期内的电流回路为:所述第一桥臂开关管开通、第四桥臂开关管开通、第一逆阻型IGBT关断时，电流由所述母线电容正极流向所述第一桥臂开关管，再经过负载和所述滤波电路流向所述第四桥臂开关管，...

【专利技术属性】
技术研发人员：曾建友，陈高，曹晓生，
申请(专利权)人：深圳市禾望电气有限公司，
类型：发明
国别省市：广东;44