[发明专利]X-无直流滤波环节隔离型高频链逆变器

说明书

技术领域

本发明涉及一种隔离型高频链逆变器，尤其涉及一种X-无直流滤波环节隔离型高频链逆变器。

背景技术

目前，高频链逆变器在很多领域都得到了广泛的应用，在航空航天，军事，电信等领域，在新能源利用上，如太阳能，燃料电池等以及在不间断电源UPS系统中，常常需要体积小，重量轻，功率密度大，高可靠性的逆变电源将直流电转化为所需要的交流电；在这种情况下，高频链逆变技术引起人们越来越大的兴趣。而单向电压源高频链逆变器具有功率单向流动，输出电压质量高，控制简单，技术成熟，在多领域内应用十分广泛。这类电路虽然技术成熟，但因级数多，且前级高频直流变换后需要高频整流和滤波器，增加整机的体积和重量，同时也导致整机效率不高。而双向电压源高频链逆变器具有双向功率流，减少了功率变换级数的优点，但却存在一个固有的缺点，即采用传统PWM技术的输出周波变换器换流时阻断了高频变压器漏感中连续的能量，于是导致高频变压器和输出周波变换器之间出现电压过冲。因此，这类逆变器通常需要采用缓冲电路或有源电压箝位电路来吸收存储在漏感中的能量，从而增加了功率器件数和控制电路的复杂性。双降压式半桥逆变器(Dual Buck Half BridgeInverter)是在半桥逆变器的基础上进行改进，针对电源可靠性及效率要求很高的场合而提出的一种逆变器拓扑。一个典型单向电压源高频链逆变器电路结构，前级为半桥逆变器，后级为一个双降压逆变电路。该拓扑结构很容易实现逆变环节的高频化和高效率。但这种双降压式半桥逆变器需要前级提供正负对称的供电电源，所以需要用滤波电感和电容对前级直直变换进行高频整流滤波，为了直流电压进行均分并为了保证前级直直变换器的稳定工作滤波电容取值一般教大。增加整机的体积和重量，影响功率密度和整机效率的提高。由于电解电容可靠性较低所以影响到整机的可靠性。

发明内容

本发明要解决的技术问题是针对现有技术存在的缺陷提出一种X-无直流滤波环节隔离型高频链逆变器。

本发明X-无直流滤波环节隔离型高频链逆变器，包括前级电路、隔离变压器、全波整流电路、第一斩波电路、第二斩波电路和滤波电路，其中前级电路由电源、第一电解电容、第二电解电容、第三功率开关管、第四功率开关管、第五二极管和第六二极管组成，电源的正极分别接第一电解电容的输入端、第三功率开关管的漏极和第六二极管的阴极，电源的负极分别与第二电解电容的输出端、第四功率开关管的源极和第五二极管的阳极连接接地，第一电解电容的输出端分别接第二电解电容的输入端和隔离变压器原边绕组的同名端，第三功率开关管的源极分别接第六二极管的阳极、隔离变压器原边绕组的异名端、第四功率开关管的漏极和第五二极管的阴极；本前级电路也可以采用其他类型的电路拓扑，包括半桥、全桥、推挽、推挽正激、正激等拓扑，所述滤波电路包括第一滤波电感、第二滤波电感、滤波电容和负载，第一滤波电感的输入端接第一斩波电路的输出端，第一滤波电感的输出端分别接第二滤波电感的输出端、滤波电容的输入端和负载的一端，第二滤波电感的输入端接第二斩波电路的输出端，滤波电容的输出端与负载的另一端连接接副边模拟地；

其特征在于：隔离变压器为副边双绕组结构，隔离变压器第一副边绕组的异名端和第二副边绕组的同名端连接，构成中心抽头接副边模拟地，全波整流电路包括第一整流二极管、第二整流二极管、第三整流二极管和第四整流二极管，其中第一整流二极管的阳极分别接隔离变压器副边绕组的同名端和第三整流二极管的阴极，第一整流二极管的阴极分别接第二整流二极管的阴极和第一斩波电路的正输入端，第二整流二极管的阳极分别接隔离变压器副边绕组的异名端和第四整流二极管的阴极，第三整流二极管的阳极分别接第四整流二极管的阳极和第一斩波电路的负输入端，隔离变压器第一副边绕组异名端、第二副边绕组同名端连接在一起构成中心抽头接副边模拟地；

所述第一斩波电路包括第一功率开关管、第一续流二极管、第一储能电容和第三二极管，其中第一功率开关管的漏极分别接全波整流电路的正输出端和第二斩波电路的正输入端，第一功率开关管的源极分别接第一滤波电感的输入端和第一续流二极管的阴极，第一续流二极管的阳极分别接第一储能电容的输入端和第三二极管的阴极，第三二极管的阳极分别接全波整流电路的负输出端和第二斩波电路的负输入端，第一储能电容的输出端接副边模拟地；