[发明专利]具有AC正激电桥和改进的DC/DC拓扑的逆变器

权利要求书

1.一种具有主DC输入(1)和主单相AC输出(4)的DC到AC功率变换器，能够将所述主DC输入(1)处的DC电压变换和适配为所述主AC输出(4)处的基本频率f₀的正弦AC电压，并且能够将所述主AC输出(4)处的额定功率输送到负载，该DC到AC功率变换器包括：

-单个DC到DC变换器(5)，具有所述主DC输入(1)作为输入并且具有DC输出(10)和连接到所述DC输出(10)的槽路电容器(3)，两个低频二极管(2)，被偏置以便能够将电流从该DC输出(10)传递到该槽路电容器(3)、相应地从该槽路电容器(3)传递到该DC输出(10)；

-根据直接路径，与该DC到DC变换器(5)级联的双向电压型DC到AC变换器(6)，所述双向电压型DC到AC变换器(6)具有连接到该DC输出(10)的DC输入-输出(11)和连接到所述主AC输出(4)的AC输出-输入(12)；

-根据旁路路径，并且与所述双向电压型DC到AC变换器(6)和所述低频二极管(2)并联，具有DC输入和AC输出的电流型低频全开关H电桥(7)，下文称为AC正激电桥，所述DC输入连接到该单个DC到DC变换器(5)的所述DC输出(10)，并且所述AC输出与所述主AC输出(4)并联连接，所述AC正激电桥的工作频率小于1kHz，并且优选为400Hz或50/60Hz；

-控制装置，用于控制所述双向电压型DC到AC变换器(6)以在所述第一AC输出-输入(12)处输送正弦AC电压，并且用于控制所述AC正激电桥以输送与所述正弦AC电压同相的准方形AC正激电流，所述控制装置能够控制所述双向电压型DC到AC变换器(6)和所述AC正激电桥，使得后者能够同时工作；

从而，当所述主AC输出(4)的端子之间的瞬时电压达到预定电平时，该低频正激AC电桥(7)接通，该低频二极管(2)被反向偏置并且不导通，并且该DC到DC变换器(5)将恒定功率直接提供给该负载。

2.根据权利要求1所述的DC到AC功率变换器，其中，根据输出AC电压的极性选择该低频AC正激电桥(7)的两个闭合开关(TPH，TNL；TPL，TNH)。

3.根据权利要求1所述的DC到AC功率变换器，其中，该DC到DC变换器(5)被设计用于在传输几乎恒定的功率的同时支持可变的输出电压。

4.根据权利要求1所述的DC到AC功率变换器，其中，该DC到DC变换器(5)是隔离式的，并且在变压器的初级侧包括有源钳位，该有源钳位由主MOSFET(MP)、谐振电容(CRP)、以及电容(CAUX)和第二MOSFET(MAUX)构成，该主MOSFET(MP)将变压器的初级绕组(TFO-P)连接到提供该主DC输入(1)的初级电源(VIN+，VIN-)，该谐振电容(CRP)与该初级MOSFET(MP)并联以允许该初级MOSFET(MP)在ZVT下工作，该电容(CAUX)和该第二MOSFET(MAUX)被布置为在该主MOSFET(MP)上提供电压钳位，从而保护该主MOSFET(MP)免受过压。

5.根据权利要求1所述的DC到AC功率变换器，其中，该DC到DC变换器(5)是隔离式的，并且在变压器的初级侧包括：由两个MOSFET(MP1，MP2)构成的双晶体管正激变换器初级级，每个MOSFET的相应一端直接连接变压器的初级绕组(TFO-P)的一端和提供该主DC输入(1)的相应初级电源端子(VIN-，VIN+)；谐振电容(CRP1，CRP2)，分别与每个MOSFET(MP1，MP2)并联以允许所述MOSFET(MP1，MP2)在ZVT下工作；以及二极管(DAUX1，DAUX2)，被布置为分别将每个主MOSFET(MP1，MP2)连接到初级电源端子(VIN+，VIN-)，该初级电源端子(VIN+，VIN-)不是分别直接连接到对应的MOSFET(MP1，MP2)的初级电源端子(VIN-，VIN+)。