[发明专利]一种SPWM二分频交错驱动控制的中频逆变电路

说明书

本发明提出一种SPWM二分频交错驱动控制的中频逆变电路，包括逆变桥及分别与该逆变桥连接的直流输入滤波电路、交流输出滤波电路、二分频交错分配电路和驱动电路；所述逆变桥包括四组IGBT管组，每组IGBT管组包括两个并联的IGBT管，所述二分频交错分配电路共有四组，分别与所述四组IGBT管组连接，用于将高频SPWM驱动信号交替驱动IGBT管组的两个并联的IGBT管。本发明的IGBT管无需降额使用，无需考虑多只IGBT管并联应用时的均流问题。IGBT管的驱动电路无需特殊设计，可实现IGBT功率开关的高频工作。可提高SPWM逆变电路的载波频率比，有效降低输出波形失真度和输出电压谐波，显著降低工作噪声。

技术领域

本发明涉及中频静变电源领域，具体是一种SPWM二分频交错驱动控制的中频逆变电路。

背景技术

中频静变电源属于航空军用供电电源中的一种，是专门为航空及军用电子电气设备设计制造的电源，通常输出相电压115V，输出频率为400Hz。也需要300-800Hz或1000HZ等全中频范围的交流电源。用于飞机及机载设备、雷达、导航等军用电子设备，以及其他需要模拟飞机机载电源的实验场合。它要具备高性能和高可靠性的特点，典型的指标是：输出波形失真度小，快速的动态性能，输出电压谐波及畸变率低的高品质正弦波电压，否则会影响航空电子设备的工作和寿命。

中频电源中的逆变器通常采用SPWM方式实现变频变压控制。SPWM型逆变电路的输出为正弦脉宽调制的矩形波，处理不好它产生的高次谐波对其负载和周围电气装置会产生很大负面影响。对于负载感应电机，谐波电压和电流增加电动机的铁损和铜损，使电动机温度上升，效率下降，并产生噪声，甚至造成电机损坏；谐波还对通信以及电子设备产生严重干扰，影响功率处理器的正常运行。

要想得到较小的失真度和较低的输出谐波的有效办法是：高的电压调制比，高的载波频率比。前者通过输出中频变压器的变比，可以实现电压匹配。而后者高的载波频率比会使功率器件工作在30KHz以上、硬开关工作条件下，大功率中频静变电源中的IGBT模块难以长期安全运行。针对小功率中频电源，可以选用功率MOSFET；针对中功率的中频电源，可以将选用的IGBT降额使用，但IGBT的实际利用率非常低。

由于逆变电路的IGBT工作于硬开关状态。对于50Hz、60Hz逆变器的载波频率范围一般为1KHz-15KHz之间选择，可见15KHz的最高载波频率是为IGBT的实际应用而考虑的，因为IGBT的硬开关的工作频率一般最高工作频率为20KHZ左右，为了长期安全运行考虑，还要留些余量。

传统的做法，IGBT降额使用以适合高频应用，多模块并联以适合大电流。这样IGBT模块的利用率非常低，高频隔离驱动也是一项难题，因为一般隔离驱动器的极限工作频率一般在20KHZ，IGBT在高频隔离驱动和工作时都遇到了困难。

发明内容

本发明提出一种SPWM二分频交错驱动控制的中频逆变电路，以解决现有技术中，低载波频率时，输出波形失真、输出电压谐波及畸变率高；而高载波频率时，IGBT需降额使用的问题。

本发明的技术方案是这样实现的：

一种SPWM二分频交错驱动控制的中频逆变电路，包括逆变桥及分别与该逆变桥连接的直流输入滤波电路、交流输出滤波电路、二分频交错分配电路和驱动电路；

所述逆变桥包括四组IGBT管组，依次为IGBT管组Q1、IGBT管组Q2、IGBT管组Q3和IGBT管组Q4；

每组IGBT管组包括两个并联的IGBT管，依次为并联的Q1A和Q1B、并联的Q2A和Q2B、并联的Q3A和Q3B、并联的Q4A和Q4B；

IGBT管组Q1和IGBT管组Q2串联后接于直流输入滤波电路的两个输出端之间；IGBT管组Q3和IGBT管组Q4串联后接于直流输入滤波电路的两个输出端之间；