本发明属于逆变器技术领域， 涉及一种高效逆变器。 背景技术

逆变器是一种电能转换装置， 主要实现由直流到交流的能量 转换。 并网逆变器包括光伏并网逆变器、 风能并网逆变器、 燃料 电池并网逆变器等。 并网逆变器能将可再生能源产生的能量高效 能的转换为可并接至市电的与市电同频率、 同相位的交流电。

按其电路形式来划分可划分为半桥逆变电源和 全桥逆变电 源。其中全桥逆变电源的控制方式有两种： 单极性 SPWM调制和双 极性 SPWM调制。 双极性 SPWM调制同一桥臂的两个开关管互补驱 动， 由于开关管导通、 截止特性的不一致性以及死区时间的控制 电路参数的不一致， 可能导致同一桥臂的两个开关管同时导通， 进而导致开关管损坏。单极性 SPWM控制是： 在市电负半周都只有 一个开关管作高频切换， 导致输出电感的利用率下降， 进而降低 了逆变器电源的效率；这种控制方式会导致 DC端的电磁干扰问题 相当突出。 发明内容

本发明的目的是针对现有的技术存在上述问题 ， 提出了一种 电路简单、 效率高且直流电磁干扰小的高效逆变器。

本发明的目的可通过下列技术方案来实现：一 种高效逆变器， 包括直流电源 Vdc和交流电源 Vac,其特征在于： 该高效逆变器还 包括： 六个开关管 S l、 S2、 S3、 S4、 S5、 S6， 两个二极管 D l、 D2， 两个滤波电感 L 1、 L2， 微控制器 MCU , 所述的直流电源 Vdc的正、 负两端连接有滤波电容 C 1 , 开关管 S 1和开关管 S2的电流输入端 与直流电源 Vdc的正极相连，开关管 S 1的电流输出端同时与开关 管 S3的输入端、开关管 S5的输入端、二极管 D 1的阳极以及滤波 电感 L 1相连，开关管 S2的电流输出端同时与开关管 S5的输出端、 二极管 D 1的阴极、 开关管 S6的输入端和二极管 D2的阴极相连， 开关管 S3和开关管 S4的电流输出端与直流电源 Vdc的负极相连， 开关管 S6的输出端与开关管 S4的输入端、二极管 D2的阳极和滤 波电感 L2相连接，所述的滤波电感 L 1和 L2的另一端之间连接交 流电源 Vac , 所述开关管 S l、 S2、 S3、 S4各自的控制端通过调制 电路与上述的微控制器上的高频脉冲信号输出 端相连接， 所述的 开关管 S5和 S6分别与微控制器 MCU上的工频脉冲信号输出端相 连接。

滤波电容 C 1用于降低逆变器环节的输入紋波。直流电源 Vdc 为直流能量产生装置， 如： 太阳能电池板， 风能， 燃料电池等。 调制电路用于将微控制器 MCU输出的高频脉冲信号与正弦信号调 制成用于驱动四个开关管 S l、 S2、 S3和 S4的高频触发信号； 正 弦信号与交流电源 Vac上的交流电源同频率且同相位。

在上述的高效逆变器中， 所述的开关管 S 1和 S4的控制端分 别经调制电路与微控制器 MCU 的第一高频脉冲信号输出端相连 接， 开关管 S2和 S3的控制端分别经调制电路与微控制器 MCU的 第二高频脉冲信号输出端相连接， 所述的开关管 S5和 S6分别与 微控制器 MCU的两个工频脉冲信号输出端相连接。

工作时， 在输出为正半周时， 微控制器 MCU使 S5在整个正半 周开通， 同时使 S2、 S3、 S6截止， 并使 S l、 S4在高频同步下开 关工作， 使 L l、 L2外侧输出交流电源的正半周； 当输出为负半周 时， 微控制器 MCU使 S6在整个负半周开通， 同时使 S l、 S4、 S5 截止， 并使 S2、 S3在高频同步下开关工作， 使 L l、 L2外侧输出 交流电源的负半周； 如此周而复始。 在上述的高效逆变器中， 所述的滤波电感 L 1和 L2的外侧端 输出交流电源 Vac之正半周期间， 开关管 S5在整个正半周开通； 当开关管 S 1和 S4的高频触发信号为高电平时， 开关管 S 1和 S4 导通， 直流电源 Vdc的正极、 开关管 S l、 滤波电感 L l、 输出交流 电源 Vac、滤波电感 L2、开关管 S4和直流电源 Vdc负极依次构成 电流回路； 当开关管 S 1和 S4的高频触发信号为低电平时， 开关 管 S5、 二极管 D2、 滤波电感 L2、 输出交流电源 Vac和滤波电感 L 1构成续流回路。

在上述的高效逆变器中， 所述的滤波电感 L 1和 L2的外侧端 输出交流电源 Vac之负半周期间， 开关管 S6在整个负半周开通； 当开关管 S2和 S3高频触发信号为高电平时， 开关管 S2和 S3导 通， 直流电源 Vdc的正极、 开关管 S2、 开关管 S6、 滤波电感 L2、 输出交流电源 Vac、滤波电感 L l、开关管 S3和直流电源 Vdc负极 依次构成电流回路； 当开关管 S2和 S3的高频触发信号为低电平 时， 开关管 S6、 二极管 D l、 滤波电感 L l、 输出交流电源 Vac和 滤波电感 L2构成续流回路。

与现有技术相比， 本高效逆变器具有如下几个优点：

1、本发明的高效逆变器相对于传统全桥电路� � 在其中一个桥 臂上增加了一个开关管， 并在桥臂之间增加了一个开关管， 使得 无论在正半周或负半周， 两个电感同时工作， 在提高电感利用率 的同时， 改善了 DC的电磁干扰问题， 相对于传统逆变电路结构， 该电路提高了电感的利用率， 减小了续流回路， 进而提高整机效 率； 同时降低了机器的 DC电磁干扰问题， 使得逆变器的各个方面 性能提升；

2、 由于续流装置的引入， 使得储能装置滤波电容 C 1不参与 续流过程， 图 1中的 A、 B两点的电位在续流过程中电位保持基本 相等， 且逆变状态与续流状态 、 B两点电位变化量较小， 这就降 低了 DC电磁干扰问题；

3、本发明中的逆变装置采用的四个开关管皆� �高频切换， 这 使得无论在正负半周， 两个滤波电感 L l、 L2的内侧接线端的电位 都呈高频脉冲， 其外侧接线端为市电， 这提高了滤波电感的利用 率；

4、 本发明引入了续流回路， 使得续流回路变短， 从而降低损 耗提升了效率， 在市电正负半周都会有两个开关管做高频切换 ， 相应的开关管与二极管做续流， 在市电正负半周会有一个低频开 关管参与能量转换；

5、 由于主开关管高频转换的电压为 Vdc的一半， 主开关管的 开关损耗降低， 进而提升了整机效率。

附图说明

图 1为本高效逆变器的电路结构示意图；

图 2为本高效逆变器工作时各部件上的波形图；

图 3为本高效逆变器输出正半周交流电时的电流� �路图； 图 4为本高效逆变器输出正半周交流电时的续流� �路图； 图 5为本高效逆变器输出负半周交流电时的电流� �路图； 图 6为本高效逆变器输出负半周交流电时的续流� �路图。

具体实施方式

以下是本发明的具体实施例并结合附图， 对本发明的技术方 案作进一步的描述， 但本发明并不限于这些实施例。

逆变器是把直流电能 （电池、 蓄电瓶等） 转变成交流电 （一 般为 220V/50HZ的正弦或方波）， 本发明是转变成正弦交流电。广 泛适用于空调、 家庭影院、 电动砂轮、 电动工具、 缝纫机、 DVD、 VCD , 电脑、 电视、 洗衣机、 抽油烟机、 冰箱、 录像机、 按摩器、 风扇、 照明等。 如图 1所示， 本高效逆变器中， 直流电源 Vdc的 正、 负两端连接有滤波电容 C 1 , 开关管 S 1和开关管 S2的电流输 入端与直流电源 Vdc的正极相连，开关管 S 1的电流输出端同时与 开关管 S3的输入端、开关管 S5的输入端、二极管 D 1的阳极以及 滤波电感 L 1相连，开关管 S2的电流输出端同时与开关管 S5的输 出端、二极管 D 1的阴极、开关管 S6的输入端和二极管 D2的阴极 相连， 开关管 S3和开关管 S4的电流输出端与直流电源 Vdc的负 极相连， 开关管 S6 的输出端与开关管 S4 的输入端、 二极管 D2 的阳极和滤波电感 L2相连接，滤波电感 L 1和 L2的另一端之间连 接交流电源 Vac。 本实施例中的六个开关管为晶体管。

开关管 S 1和 S4的控制端分别经调制电路与微控制器 MCU的 第一高频脉冲信号输出端相连接， 开关管 S2和 S3的控制端分别 经调制电路与微控制器 MCU的第二高频脉冲信号输出端相连接， 开关管 S5和 S6分别与微控制器 MCU的两个工频脉冲信号输出端 相连接。

如图 2所示， 工作时， 在输出为正半周时， 微控制器 MCU使 S5在整个正半周开通， 同时使 S2、 S3、 S6截止， 并使 S l、 S4在 高频同步下开关工作， 使 L l、 L2外侧输出交流电源的正半周； 当 输出为负半周时， 微控制器 MCU使 S6在整个负半周开通， 同时使

51、 S4、 S5截止， 并使 S2、 S3在高频同步下开关工作， 使 L l、 L2外侧输出交流电源的负半周； 如此周而复始。

滤波电感 L 1和 L2的外侧端输出交流电源 Vac之正半周期间， 开关管 S5在整个正半周开通；当开关管 S 1和 S4的高频触发信号 为高电平时， 开关管 S 1和 S4导通， 直流电源 Vdc的正极、 开关 管 S l、 滤波电感 L l、 输出交流电源 Vac、 滤波电感 L2、 开关管 S4和直流电源 Vdc负极依次构成电流回路， 如图 3所示； 当开关 管 S 1和 S4的高频触发信号为低电平时， 开关管 S5、 二极管 D2、 滤波电感 L2、 输出交流电源 Vac和滤波电感 L 1构成续流回路， 如图 4所示。

滤波电感 L 1和 L 2的外侧端输出交流电源 V a c之负半周期间， 开关管 S6在整个负半周开通；当开关管 S2和 S3高频触发信号为 高电平时， 开关管 S2和 S3导通， 直流电源 Vdc的正极、 开关管

52、 开关管 S6、 滤波电感 L2、 输出交流电源 Vac、 滤波电感 L l、 开关管 S3和直流电源 Vdc负极依次构成电流回路， 如图 5所示； 当开关管 S2和 S3的高频触发信号为低电平时， 开关管 S6、 二极 管 D l、 滤波电感 L l、 输出交流电源 Vac和滤波电感 L2构成续流 回路， 如图 6所示。

逆变器的作用简单来讲就是一种将低压 （12V或 24V或 48V ) 直流电转变为 220V交流电的电子设备。 因为我们通常是将 220V 的交流电整流成直流电来使用， 而逆变器的作用与此刚好相反。 我们处在一个 "移动" 的时代， 移动办公、 移动通讯、 移动休闲 和娱乐， 在移动的状态中， 人们不但需要由电池或电瓶供给的低 压直流电， 同时更需要我们在日常环境中不可或缺的 220V 交流 电， 逆变器就可以满足我们的这种需求。

逆变器在工作时其本身也要消耗一部分电力， 因此， 它的输 入功率要大于它的输出功率。 逆变器的效率即是逆变器输出功率 与输入功率之比， 即逆变器效率为输出功率比上输入功率。 如一 台逆变器输入了 100W的直流电， 输出了 90W的交流电， 那么， 它 的效率就是 90%。 因此， 高效逆变器对于现今社会发展来说非常 的重要， 高效逆变器能提高直流电的能源转换率， 减少能源损耗， 不仅在生产和使用中降低了成本， 还具有节约能源、 节能减排、 环保及提高能源利用率的社会意义，尤其对于 如今能源比较短缺、 紧张的形势， 其意义更为突出。

本文中所描述的具体实施例仅仅是对本发明精 神作举例说 明。 本发明所属技术领域的技术人员可以对所描述 的具体实施例 做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替 代， 但并不会偏离 本发明的精神或者超越所附权利要求书所定义 的范围。