一種方波逆變器全橋輸出電路的制作方法
【專利摘要】本實用新型涉及電子【技術領域】，具體涉及一種逆變電路。一種方波逆變器全橋輸出電路，包括，正電壓工作電路，可控制地向輸出端輸出正電壓；負電壓工作電路，可控制地向輸出端輸出負電壓；開關器件組，于驅動信號作用下控制正電壓工作電路與負電壓工作電路的切換；驅動電路，包括第一驅動電路，包括多個晶體管組成的第一晶體管放大電路，于一第一脈沖調制信號作用下產生第一組驅動信號；和/或，第二驅動電路，包括多個晶體管組成的第二晶體管放大電路，于一第二脈沖調制信號作用下產生一第二組驅動信號。本實用新型利用三極管的放大特性，加速低頻開關驅動的上升沿和下降沿的速度，提高了場效應管抗大電流的沖擊力；同時實現短路和啟動能力的平衡。
【專利說明】一種方波逆變器全橋輸出電路
【技術領域】
[0001]本實用新型涉及電子【技術領域】，具體涉及一種逆變電路。
【背景技術】
[0002]逆變電路的應用非常廣泛，通過已有的各種直流電源，如蓄電池、干電池、太陽能電池等向交流負載供電時，需要逆變電路來實現電源轉換；方波逆變是一種低成本、簡單的變換方式，現有的逆變電路全橋輸出的兩個上管是和脈寬調制信號同相的，其導通寬度決定輸出有效電壓的高低，也就是上管從打開時到截止時都向負載提供輸入端的電壓。場效應管導通先經過放大區再經過飽和導通區，開關管經過放大區時間的長短決定場效應管發熱溫度的高低，時間越長溫度越高，場效應管耐受大電流沖擊的能力就越小，越容易損壞，現有的電路結構在逆變器輸出短路時容易損耗開關管，使得短路和啟動能力很難平衡，生產調試難度增大。
實用新型內容
[0003]本實用新型的目的在于，提供一種方波逆變器全橋輸出電路，解決以上技術問題。
[0004]本實用新型所解決的技術問題可以采用以下技術方案來實現:
[0005]—種方波逆變器全橋輸出電路，其中，包括，
[0006]輸入端；
[0007]輸出端；
[0008]接地端；
[0009]正電壓工作電路，可切換地連接于所述輸入端、所述輸出端和所述接地端之間，可控制地向所述輸出端輸出正電壓；
[0010]負電壓工作電路，可切換地連接于所述輸入端、所述輸出端和所述接地端之間，可控制地向所述輸出端輸出負電壓；
[0011]開關器件組，設置于所述輸入端、所述輸出端及所述接地端之間的電路上，于驅動信號作用下控制所述正電壓工作電路與所述負電壓工作電路的切換；
[0012]驅動電路，用以產生所述驅動信號，包括，
[0013]第一驅動電路，包括多個晶體管組成的第一晶體管放大電路，于一第一脈沖調制信號作用下產生第一組驅動信號；
[0014]和/ 或，
[0015]第二驅動電路，包括多個晶體管組成的第二晶體管放大電路，于一第二脈沖調制信號作用下產生一第二組驅動信號。
[0016]進一步地，所述第一晶體管放大電路包括，
[0017]第一晶體管，所述第一晶體管的基極通過一第一電阻連接所述第一脈沖調制信號，所述第一晶體管的發射極接地，所述第一晶體管的集電極通過一第二電阻連接電源電壓；
[0018]第二晶體管，所述第二晶體管的基極連接所述第一晶體管的集電極，所述第二晶體管的集電極通過第一二極管連接所述電源電壓，所述第二晶體管的發射極通過一第三電阻輸出所述第一組驅動信號中的至少一個；
[0019]第三晶體管，所述第三晶體管的基極與所述第二晶體管的基極連接，所述第三晶體管的發射極連接所述第二晶體管的發射極，所述第三晶體管的集電極通過一第一電容連接所述第二晶體管的集電極。
[0020]進一步地，所述第二晶體管放大電路包括，
[0021]第四晶體管，所述第四晶體管的基極通過一第四電阻連接所述第二脈沖調制信號，所述第四晶體管的發射極接地，所述第四晶體管的集電極通過一第五電阻連接電源電壓；
[0022]第五晶體管，所述第五晶體管的基極連接所述第四晶體管的集電極，所述第五晶體管的集電極通過第二二極管連接所述電源電壓，所述第五晶體管的發射極通過一第六電阻輸出所述第二組驅動信號中的至少一個；
[0023]第六晶體管，所述第六晶體管的基極與所述第五晶體管的基極連接，所述第六晶體管的發射極連接所述第五晶體管的發射極，所述第六晶體管的集電極通過一第二電容連接所述第五晶體管的集電極。
[0024]進一步地，所述輸出端包括第一端、第二端，所述第一端和所述第二端之間并聯一濾波電容。
[0025]進一步地,所述正電壓工作電路包括，
[0026]第一開關支路，可控制地連接所述輸入端至所述第一端，所述第一開關
[0027]支路的控制端連接所述第一驅動電路的輸出端；
[0028]第二開關支路，可控制地連接所述第二端至所述接地端，所述第二開關
[0029]支路的控制端連接所述第二脈沖調制信號。
[0030]進一步地，所述負電壓工作電路包括，
[0031]第三開關支路，可控制地連接所述第一端與所述接地端，所述第三開關
[0032]支路的控制端連接所述第一脈沖調制信號；
[0033]第四開關支路，可控制地連接所述輸入端與所述第二端，所述第四開關
[0034]支路的控制端連接所述第二驅動電路的輸出端。
[0035]有益效果:由于采用以上技術方案，本實用新型利用三極管的放大特性，加速低頻開關驅動的上升沿和下降沿的速度，提高了場效應管抗大電流的沖擊力；同時實現短路和啟動能力的平衡，適合批量生產，易于調試。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0036]圖1為本實用新型的電路結構示意圖。
【具體實施方式】
[0037]下面將結合本實用新型實施例中的附圖，對本實用新型實施例中的技術方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本實用新型一部分實施例，而不是全部的實施例。基于本實用新型中的實施例，本領域普通技術人員在沒有作出創造性勞動的前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本實用新型保護的范圍。
[0038]需要說明的是，在不沖突的情況下，本實用新型中的實施例及實施例中的特征可以相互組合。
[0039]下面結合附圖和具體實施例對本實用新型作進一步說明，但不作為本實用新型的限定。
[0040]參照圖1，一種方波逆變器全橋輸出電路，其中，包括，
[0041]輸入端HV ;
[0042]輸出端AC;
[0043]接地端GNDl ；
[0044]正電壓工作電路，可切換地連接于輸入端HV、輸出端AC和接地端GNDl之間，可控制地向輸出端AC輸出正電壓；
[0045]負電壓工作電路，可切換地連接于輸入端HV、輸出端AC和接地端GNDl之間，可控制地向輸出端AC輸出負電壓；
[0046]開關器件組，設置于輸入端HV、輸出端AC及接地端GNDl之間的電路上，于驅動信號作用下控制正電壓工作電路與負電壓工作電路的切換；
[0047]驅動電路，用以產生驅動信號，包括，
[0048]第一驅動電路，包括多個晶體管組成的第一晶體管放大電路，于一第一脈沖調制信號PWMl作用下產生第一組驅動信號；
[0049]和/ 或，
[0050]第二驅動電路，包括多個晶體管組成的第二晶體管放大電路，于一第二脈沖調制信號PWM2作用下產生一第二組驅動信號。
[0051 ] 作為本實用新型的一種優選的實施例，第一晶體管放大電路包括，
[0052]第一晶體管NI，第一晶體管NI的基極通過一第一電阻R3連接第一脈沖調制信號PWM1，第一晶體管NI的發射極接地GND2，第一晶體管NI的集電極通過一第二電阻ROl連接電源電壓；電源電壓可以為15V ；
[0053]第二晶體管N01，第二晶體管NOl的基極連接第一晶體管NI的集電極，第二晶體管NOl的集電極通過第一二極管Dl連接電源電壓，第二晶體管NOl的發射極通過一第三電阻R2輸出第一組驅動信號中的至少一路驅動信號；
[0054]第三晶體管POl，第三晶體管POl的基極與第二晶體管NOl的基極連接，第三晶體管POl的發射極連接第二晶體管NOl的發射極，第三晶體管POl的集電極通過一第一電容El連接第二晶體管NOl的集電極。
[0055]作為本實用新型的一種優選的實施例，第二晶體管放大電路包括，
[0056]第四晶體管N2，第四晶體管N2的基極通過一第四電阻R6連接第二脈沖調制信號PWM2，第四晶體管N2的發射極接地GND2，第四晶體管N2的集電極通過一第五電阻R02連接電源電壓；
[0057]第五晶體管N02，第五晶體管N02的基極連接第四晶體管N2的集電極，第五晶體管N02的集電極通過第二二極管D2連接電源電壓，第五晶體管N02的發射極通過一第六電阻R5輸出第二組驅動信號中的至少一路驅動信號；
[0058]第六晶體管P02，第六晶體管P02的基極與第五晶體管N02的基極連接，第六晶體管P02的發射極連接第五晶體管N02的發射極，第六晶體管P02的集電極通過一第二電容E2連接第五晶體管N02的集電極。
[0059]作為本實用新型的一種優選的實施例，第一二極管Dl的陽極連接電源電壓，第一二極管Dl的陰極連接第二晶體管NOl的集電極；
[0060]第二二極管D2的陽極連接電源電壓，第二二極管D2的陰極連接第五晶體管N02的集電極。
[0061]作為本實用新型的一種優選的實施例，輸出端AC包括第一端、第二端,第一端和第二端之間并聯一濾波電容C。
[0062]作為本實用新型的一種優選的實施例，正電壓工作電路可以包括，第一開關支路，可控制地連接輸入端HV至第一端，第一開關支路的控制端連接第一驅動電路的輸出端，SP，第一驅動電路的輸出經第三電阻R2連接第一開關支路的控制端；
[0063]第二開關支路，可控制地連接第二端至接地端GND1，第二開關支路的控制端連接第二脈沖調制信號PWM2。
[0064]作為本實用新型的一種優選的實施例，負電壓工作電路可以包括，
[0065]第三開關支路，可控制地連接第一端與接地端GND1，第三開關支路的控制端連接第一脈沖調制信號PWMl ；
[0066]第四開關支路，可控制地連接輸入端HV與第二端，第四開關支路的控制端連接第二驅動電路的輸出端，即，第二驅動電路的輸出經第六電阻R5連接第四開關支路的控制端。
[0067]作為本實用新型的一種優選的實施例，第一開關支路包括第一開關管M1，第二開關支路包括第二開關管M4，第三開關支路包括第三開關管M2，第四開關支路包括第四開關管M3，上述的開關管優選采用N溝道M0SFET。作為本實用新型的一種優選的實施例，其中第一開關管Ml的漏極連接輸入端HV，第一開關管Ml的源極連接第三開關管M2的漏極，其相連接的點還連接第三晶體管POl的集電極及輸出端AC的第一端；第一開關管Ml的柵極連接第三電阻R2 ;第三開關管M2的源極連接接地端GNDl，第三開關管M2的柵極連接第一脈沖調制信號PWMl ；
[0068]第四開關管M3的漏極連接輸入端HV，第四開關管M3的源極連接第二開關管M4的漏極，其相連接的點還連接第六晶體管P02的集電極及輸出端AC的第二端；第二開關管M4的源極連接接地端GND1，第二開關管M4的柵極連接第二脈沖調制信號PWM2。
[0069]本實用新型的第一驅動電路和第二驅動電路，如圖1的拓撲圖中，第一脈沖調制信號PWMl經過第一晶體管放大電路放大后給第一開關管Ml的輸入電容Ciss充放電，第二脈沖調制信號PWM2經過第二晶體管放大電路放大后給第四開關管M3的輸入電容Ciss充放電，Ciss通常為3000PF左右；其充電和放電的時間都可以得到縮短，使第一開關管Ml和第四開關管M3經歷放大區的時間也縮短，第一開關管Ml和第四開關管M3的溫升自然降低，其抗電流沖擊的能力增大。
[0070]本實用新型利用三極管的放大特性，加速低頻開關驅動的上升沿和下降沿的速度，提高了場效應管抗大電流的沖擊力；同時實現短路和啟動能力的平衡，適合批量生產，易于調試。
[0071]以上所述僅為本實用新型較佳的實施例，并非因此限制本實用新型的實施方式及保護范圍，對于本領域技術人員而言，應當能夠意識到凡運用本實用新型說明書及圖示內容所作出的等同替換和顯而易見的變化所得到的方案，均應當包含在本實用新型的保護范圍內。
【權利要求】
1.一種方波逆變器全橋輸出電路，其特征在于，包括， 接地端； 輸入端； 輸出端； 正電壓工作電路，可切換地連接于所述輸入端、所述輸出端和所述接地端之間，可控制地向所述輸出端輸出正電壓； 負電壓工作電路，可切換地連接于所述輸入端、所述輸出端和所述接地端之間，可控制地向所述輸出端輸出負電壓； 開關器件組，設置于所述輸入端、所述輸出端及所述接地端之間的電路上，于驅動信號作用下控制所述正電壓工作電路與所述負電壓工作電路的切換； 驅動電路，用以產生所述驅動信號，包括， 第一驅動電路，包括多個晶體管組成的第一晶體管放大電路，于一第一脈沖調制信號作用下產生第一組驅動信號； 和/或， 第二驅動電路，包括多個晶體管組成的第二晶體管放大電路，于一第二脈沖調制信號作用下產生一第二組驅動信號。
2.根據權利要求1所述的一種方波逆變器全橋輸出電路，其特征在于，所述第一晶體管放大電路包括， 第一晶體管，所述第一晶體管的基極通過一第一電阻連接所述第一脈沖調制信號，所述第一晶體管的發射極接地，所述第一晶體管的集電極通過一第二電阻連接電源電壓；第二晶體管，所述第二晶體管的基極連接所述第一晶體管的集電極，所述第二晶體管的集電極通過第一二極管連接所述電源電壓，所述第二晶體管的發射極通過一第三電阻輸出所述第一組驅動信號中的至少一路驅動信號； 第三晶體管，所述第三晶體管的基極與所述第二晶體管的基極連接，所述第三晶體管的發射極連接所述第二晶體管的發射極，所述第三晶體管的集電極通過一第一電容連接所述第二晶體管的集電極。
3.根據權利要求1所述的一種方波逆變器全橋輸出電路，其特征在于，所述第二晶體管放大電路包括， 第四晶體管，所述第四晶體管的基極通過一第四電阻連接所述第二脈沖調制信號，所述第四晶體管的發射極接地，所述第四晶體管的集電極通過一第五電阻連接電源電壓；第五晶體管，所述第五晶體管的基極連接所述第四晶體管的集電極，所述第五晶體管的集電極通過第二二極管連接所述電源電壓，所述第五晶體管的發射極通過一第六電阻輸出所述第二組驅動信號中的至少一路驅動信號； 第六晶體管，所述第六晶體管的基極與所述第五晶體管的基極連接，所述第六晶體管的發射極連接所述第五晶體管的發射極，所述第六晶體管的集電極通過一第二電容連接所述第五晶體管的集電極。
4.根據權利要求1所述的一種方波逆變器全橋輸出電路，其特征在于，所述輸出端包括第一端、第二端，所述第一端和所述第二端之間并聯一濾波電容。
5.根據權利要求4所述的一種方波逆變器全橋輸出電路，其特征在于，所述正電壓工作電路包括， 第一開關支路，可控制地連接所述輸入端至所述第一端，所述第一開關支路的控制端連接所述第一驅動電路的輸出端； 第二開關支路，可控制地連接所述第二端至所述接地端，所述第二開關支路的控制端連接所述第二脈沖調制信號。
6.根據權利要求4所述的一種方波逆變器全橋輸出電路，其特征在于，所述負電壓工作電路包括， 第三開關支路，可控制地連接所述第一端與所述接地端，所述第三開關支路的控制端連接所述第一脈沖調制信號； 第四開關支路，可控制地連接所述輸入端與所述第二端，所述第四開關支路的控制端連接所述第二驅動電路的輸出端。
【文檔編號】H02M7/5387GK204068751SQ201420423406
【公開日】2014年12月31日 申請日期:2014年7月29日 優先權日:2014年7月29日
【發明者】洪偉弼 申請人:紐福克斯光電科技（上海）有限公司