[实用新型]逆变器

说明书

本发明涉及一种将直流电源转换成交流电源的逆变器。

传统的逆变器大多采用推挽电路交替驱动变压器的初级两个绕组，从而在变压器次级输出正负交替的交流电压。这种方波输出的逆变器广泛用于许多中小型(1kVA以下)的不间断电源上，或其它需要由直流电压转换成交流电压的设备中。这种逆变器虽然简单可靠，然而由于它具有一个数十周的低频变压器，因而体积大、重量大、价格高，其应用受到限制，不便应用于如个人电脑、传真机和小型不间断电源中。

本实用新型的目的是提供一种不采用铁芯变压器、并且工作稳定可靠的新的逆变器。

本实用新型是这样实现的，由一个包含四只可控硅的全桥电路、两个脉冲控制电路、一个时序电路和一个功率开关电路组成逆变器。

全桥电路设有直流正负输入端，在正负输入端之间并联两列可控硅，每列可控硅由两只正向串接的可控硅组成，从该两列串接可控硅的串接点处分别引接出逆变器的交流输出端。从每只可控硅的栅极和阴极引出一对控制端用来输入控制脉冲来驱动可控硅导通，在每只可控硅的阳极和阴极之间分别并联一个与其反向的二极管。

时序电路设有三个输出端，输出三个交替产生的时序脉冲：前半周时序脉冲、后半周时序脉冲、前后半周之间间隙断路的时序脉冲。

两个脉冲控制电路具有相同的结构。其输入端与时序电路的前半周时序脉冲输出端或后半周时序脉冲输出端连接，一个脉冲控制电路设有两对互相隔离、输出同步控制脉冲的输出端，这两对输出端分别与全桥电路中一对对边的两只可控硅的两对控制端连接，另一个脉冲控制电路的两对输出端分别与另两只可控硅的两对控制端连接。也就是说一个脉冲控制电路输出一对同步控制脉冲，控制全桥电路中一对对边的可控硅。

功率开关电路的输入端与时序电路的前后半周之间间隙断路的时序脉冲输出端连接，功率开关电路的控制通道与全桥电路的直流输入端串接在直流电源的正负极之间。也即是说，功率开关电路在逆变器中起总开关作用。

通过使全桥电路中两对对边的可控硅交替导通和关断来实现直流到交流的转换。时序电路产生的工作脉冲经一个脉冲控制电路产生两个同步的控制脉冲，使一对对边的可控硅导通，同时，前后半周之间间隙断路的时序脉冲使功率开关电路导通，然后功率开关电路在时序电路控制下关断，即整个电路切断，这使流过可控硅开关的电流迅速衰减至低于维持可控硅导通的最小电流，可控硅关断。在下半周期，另一对可控硅触发导通，而功率开关电路则重复与上半周期同样的工作过程。如此实现直流到交流的转换。

通过上述方案实现的逆变器，避免了有铁芯的变压器，能够设计成体积小、重量轻的逆变器，便于应用于在小型不间断电源中。同时，由于功率开关电路对整个系统起保护作用，因而逆变器工作安全、可靠。

下面结合附图对本实用新型的逆变器做具体描述。

图1  本实用新型一项实施例的逆变器总电路图

图2  图1中的脉冲控制电路1

图3  图1中的脉冲控制电路2

图4  图1中的时序电路逻辑示意图

图5  图4中的时序电路输出的脉冲波形及其位相关系

图6  本实用新型一项实施例，其中具有取样、保护功能的逆变器电路图

1为脉冲控制电路1；2为脉冲控制电路2；

3为全桥电路；     4为时序电路；

5为功率开关电路

在本实用新型的一项实施例中，如图1，可控硅S₁、S₂、S₃、S₄组成全桥电路3，S₁、S₄按直流输入电压的正向串接成一列，S₂、S₃按同样方式串接成另一列，这两列可控硅再并联起来。在S₁、S₄的串接处引出O₁、在S₂、S₃的串接处引出O₂，O₁、O₂构成交流电压的输出端。二极管D₁、D₂、D₃、D₄按反方向分别与S₁、S₂、S₃、S₄并联。