(19)中华人民共和国国家知识产权局
(12)发明专利申请
(10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请号 201911384051.8
(22)申请日 2019.12.28
(71)申请人 深圳鹏城新能科技有限公司
地址 518101 广东省深圳市宝安区航城街
道钟屋社区钟屋新工业园63栋403
(72)发明人 王文
(51)Int.Cl.
H02M 7/5387(2007.01)
H02M 7/537(2006.01)
(54)发明名称
(57)摘要
C1，第二电容C2和第一开关管S1，第三开关管S3 以及L1和R1组成一个半桥逆变电路，独立控制负
载R1上的输出电压，由第一电容C1，第二电容C2
和第一开关管S2，第四开关管S4以及L2和R2组成
一个半桥逆变电路，独立控制负载R2上的输出电
压，通过裂相逆变电路分压出不同电压，能够满
足不同电压系统的负载供电的要求，且结构简
单、损耗低、
效率高。权利要求书2页 说明书4页 附图5页CN 111030499 A 2020.04.17
C N 111030499
A
1.一种裂相逆变电路，其特征在于：包括电源、第一电容C1、第二电容C2、第一开关管S1、第二开关管S2、第三开关管S3、第四开关管S4、第一电感L1、第二电感L2；第一电容C1和第二电容C2串联于电源两端，第一开关管S1和第三开关管S3串联于电源两端，第二开关管S2和第四开关管S4串联于电源两端；第一电容C1和第二电容C2、第一开关管S1和第三开关管S3、第二开关管S2和第四开关管S4三者为并联关系；在第一开关管S1和第三开关管S3之间设置第一节点，电感L1的一端与第一节点连接，电感L1的另一端构成该裂相逆变电路的第一输出端；在第二开关管S2和第四开关管S4之间设置第二节点，电感L2的一端与第二节点连接，电感L2的另一端构成该裂相逆变电路的第二输出端；在第一电容C1和第二电容C2之间设置第三节点，第三节点的抽头构成该裂相逆变电路的第三输出端。
2.根据权利要求1所述的一种裂相逆变电路，其特征在于：第一开关管S1的发射极或源极与第三开关管S3的集电极或漏极相连，第一开关管S1的集电极或漏极与第二开关管S2的集电极或漏极相连，第二开
关管S2的发射极或源极与第四开关管S4的集电极或漏极相连，第三开关管S3的发射极或源极与第四开关管S4的发射极或源极相连。
3.根据权利要求1所述的一种裂相逆变电路，其特征在于：采用SPWM调制控制开关管的导通或关断，其中第一开关管S1和第三开关管S3的驱动互补，第二开关管S2和第四开关管S4的驱动互补。
4.根据权利要求3所述的一种裂相逆变电路，其特征在于：负载R1连接在所述第一输出端和第三输出端之间，负载R2连接在所述第二输出端和第三输出端之间，当第一开关管S1导通时，第一电容C1、第一开关管S1、第一电感L1、负载R1构成环路，负载R1上的电流流向为R1→C1→S1→L1→R1，第二电感L2、第四开关管S4、第二电容C2、负载R2构成环路, 负载R2上的电流流向为R2→L2→S4→C2→R2；当第二开关管S2和第四开关管S4都处于续流状态时，负载R1上的电流流向为R1→C2→S3→L1→R1，R2上产生的电流流向为R2→L2→S2→C1→R2。
5.根据权利要求1所述的一种裂相逆变电路，其特征在于：还包括第五开关管S5、第六开关管S6、第七开关管S7、第八开关管S8，第五开关管S5和第六开关管S6串联于所述第一节点和第三节点之间，第七开关管S7和第八开关管S8串联于第二节点和第三节点之间。
6.根据权利要求5所述的一种裂相逆变电路，其特征在于：所述第五开关管S5的集电极或漏极与第一开关管S1的发射极或源极相连，第五开关管S5的发射极或源极与第六开关管S6的发射极或源极相连，第
六开关管S6的集电极或漏极与所述第三节点相连，所述第七开关管S7的集电极或漏极与第六开关管S6的集电极或漏极相连，第七开关管S7的发射极或源极与第八开关管S8的发射极或源极相连，第八开关管S8的集电极或漏极与所述第二节点相连。
7.根据权利要求5所述的一种裂相逆变电路，其特征在于：采用SPWM调制控制开关管的导通或关断，其中第一开关管S1和第五开关管S5的驱动互补，第三开关管S3和第六开关管S6的驱动互补，第二开关管S2和第七开关管S7的驱动互补，第四开关管S4和第八开关管S8的驱动互补。
8.根据权利要求5所述的一种裂相逆变电路，其特征在于：负载R1连接在所述第一输出端和第三输出端之间，负载R2连接在所述第二输出端和第三输出端之间，当第一开关管S1导通时，第一电容C1、第一开关管S1、第一电感L1、负载R1构成环路，负载R1上的电流流向为
R1→C1→S1→L1→R1，第二电感L2、第四开关管S4、第二电容C2、负载R2构成环路, 负载R2上的电流流向为R2→L2→S4→C2→R2；当第二开关管S2和第四开关管S4都处于续流状态时，负载R1上的电流流向为R1→S6→S5→L1→R1，R2上产生的电流流向为R2→L2→S8→S7→R2。
一种裂相逆变电路
技术领域
[0001]本发明涉及逆变器技术领域，尤其涉及一种裂相逆变电路。
背景技术
[0002]目前全球的电网系统存在多种方式，最常见的有单相220V/230V,50HZ，以及三相380V/400V,50HZ系统。但是在日本和美国等地区存在相位相差180°的裂相系统，这种供电系统的电压范围一般为120V/240V,60HZ(美国)，101/202V,60HZ（日本）。所以在日本和美国等国的电器设备也同时存在120V和240V两种电源的情况。
[0003]传统的逆变器一般会带有一个裂相变压器，通过裂相变压器的中心抽头产生一个中点，进而产生120/240V的裂相供电系统，但是这种处理方式存在效率低，损耗大，成本高且使用不灵活等缺点，因此本发明提供一种带裂相输出的逆变拓扑，不需要加入变压器即可以实现120/240V系统电压的输出。
[0004]传统的逆变器一般会带有一个裂相变压器，通过裂相变压器的中心抽头产生一个中点，进而产生120/240V的裂相供电系统，但是这种处理方式存在效率低，损耗大，成本高且使用不灵活等缺点，因此本发明提供一种带裂相输出的逆变拓扑，不需要加入变压器即可以实现120/240V系统电压的输出。
发明内容
[0005]本申请提供一种裂相逆变电路，包括电源、第一电容C1、第二电容C2、第一开关管S1、第二开关管S2、第三开关管S3、第四开关管S4、第一电感L1、第二电感L2；第一电容C1和第二电容C2串联于电源两端，第一开关管S1和第三开关管S3串联于电源两端，第二开关管S2和第四开关管S4串联于电源两端；第一电容C1和第二电容C2、第一开关管S1和第三开关管S3、第二开关管S2和第四开关管S4三者为并联关系；在第一开关管S1和第三开关管S3之间设置第一节点，电感L1的一端与第一节点连接，电感L1的另一端构成该裂相逆变电路的第一输出端；在第二开关管S2和第四开关管S4之间设置第二节点，电感L2的一端与第二节点连接，电感L2的另一端构成该裂相逆变电路的第二输出端；在第一电容C1和第二电容C2之间设置第三节点，第三节点的抽头构成该裂相逆变电路的第三输出端。
[0006]所述第一开关管S1的发射极与第三开关管S3的集电极相连，第一开关管S1的集电极与第二开关管S2的集电极相连，第二开关管S2的发射极与第四开关管S4的集电极相连，第三开关管S3的发射极与第四开关管S4的发射极相连。
[0007]参见图5，因为续流有回流到电容C1和电容C2，导致续流时电感损耗较大，影响电路效率，作为进一步地改进，裂相逆变电路还包括第五开关管S5、第六开关管S6、第七开关管S7、第八开关管S8，第五开关管S5和第六开关管S6串联于所述第一节点和第三节点之间，第七开关管S7和第八开关管S8串联于第二节点和第三节点之间，参见图6。
[0008]所述开关管为三极管或场效应管，所述第五开关管S5的集电极或漏极与第一开关管S1的发射极或源极相连，第五开关管S5的发射极或源极与第六开关管S6的发射极或源极
相连，第六开关管S6的集电极或漏极与所述第三节点相连。所述第七开关管S7的集电极或漏极与第六开关管S6的集电极或漏极相连，第七开关管S7的发射极或源极与第八开关管S8的发射极或源极相连，第八开关管S8的集电极或漏极与所述第二节点相连。
[0009]采用SPWM调制控制开关管的导通或关断，其中第一开关管S1和第五开关管S5的驱动互补，第三开关管S3和第六开关管S6的驱动互补，第二开关管S2和第七开关管S7的驱动互补，第四开关管S4和第八开关管S8的驱动互补，开关管S1-S8的驱动波形如图7-8所示。[0010]当第一开关管S1导通时，第一电容C1、第一开关管S1、第一电感L1、负载R1构成环路，负载R1上的电流流向为R1→C1→S1→L1→R1，第二电感L2、第四开关管S4、第二电容C2、负载R2构成环路, 负载R2上的电流流向为为R2→L2→S4→C2→R2，如图9所示；当第二开关管S2和第四开关管S4都处于续流状态时，负载R1上的电流流向为为R1→S6→S5→L1→R1，R2上产生的电流流向为R2→L2→S8→S7→R2，如图10所示。从图10可以看出，续流能量没有用于给电容C1和C2充电，电感下降较慢，可以提高整体的效率。
[0011]本申请提供一种裂相逆变电路，通过裂相逆变电路分压出不同电压，能够满足于不同电压系统
的负载供电的要求，且结构简单，相比变压器减小了体积和重量，使产品小型化，模块化，从而节省产品成本和运输成本，且减少了损耗和提高了效率。
附图说明
[0012]图1为本申请实施例一提供的一种裂相逆变电路的结构示意图。
[0013]图2为本申请实施例一中第一开关管S1和第二开关管S2的驱动波形。
[0014]图3为本申请实施例一中第三开关管S3和和第四开关管S4的驱动波形。
[0015]图4为本申请实施例一中第一开关管S1导通时的电流流向示意图。
[0016]图5为本申请实施例一中第二开关管S2和第四开关管S4处于续流状态时的电流流向示意图导通时的电流流向示意图。
[0017]图6为本申请实施例二提供的一种裂相逆变电路的结构示意图。
[0018]图7为本申请实施例二中第一开关管S1、第三开关管S3、第五开关管S5、第六开关管S6的驱动波形。
[0019]图8为本申请实施例二中第二开关管S1、第四开关管S4、第七开关管S7、第八开关管S8的驱动波形。
[0020]图9为本申请实施例二中第一开关管S1导通时的电流流向示意图。
[0021]图10为本申请实施例二中第二开关管S2和第四开关管S4处于续流状态时的电流流向示意图导通时的电流流向示意图。
具体实施方式
[0022]下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行描述。[0023]图1为本申请实施例一提供的一种裂相逆变电路的结构示意图。如图1所示，裂相逆变电路包括电源、第一电容C1、第二电容C2、第一开关管S1、第二开关管S2、第三开关管S3、第四开关管S4、第一电感L1、第二电感L2；第一电容C1和第二电容C2串联于电源两端，第一开关管S1和第三开关管S3串联于电源两端，第二开关管S2和第四开关管S4串联于电源两端；第一电容C1和第二电容C2、第一开关管S1和第三开关管S3、第二开关管S2和第四开关管
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