專利名稱：一種帶充電功能的逆變器電路的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及一種逆變器電路，尤其涉及一種帶充電功能的逆變器電路。
背景技術(shù)：
市場上現(xiàn)有的帶充電功能的逆變器產(chǎn)品，一般都由獨立的逆變電路系統(tǒng)和獨立的 充電電路系統(tǒng)組成，逆變電路系統(tǒng)和充電電路系統(tǒng)獨立完成其不同的功能。因此使得逆變 器的材料成本，和設(shè)計成本都較高，而且由于電路復(fù)雜，產(chǎn)品的穩(wěn)定性等也易受影響。
同時，隨著電子設(shè)計的模塊化和高密度化，更加有必要進(jìn)一步提高電路可靠性和 縮小安裝體積。 因此，現(xiàn)有技術(shù)有待改進(jìn)和提高。
實用新型內(nèi)容本實用新型要解決的技術(shù)問題在于，針對現(xiàn)有技術(shù)的上述缺陷，提供一種采用同
一模塊完成逆變和充電功能的帶充電功能的逆變器電路。 本實用新型解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是 構(gòu)造一種帶充電功能的逆變器電路，其包括由四個場效應(yīng)管連接組成的全波整流 電路； 還包括一變壓器，所述變壓器的初級線圈連接在所述全波整流電路的兩輸出端之 間，所述變壓器的次級線圈用于連接負(fù)載； 所述四個場效應(yīng)管的四個柵極分別連接兩組交替的正弦波驅(qū)動脈沖，用于控制所 述四個場效應(yīng)管有序的開通和關(guān)閉，以將蓄電池的直流電轉(zhuǎn)換為交流電，給所述負(fù)載供電， 或?qū)⑺鲎儔浩鞯某跫壘€圈上的交流電轉(zhuǎn)換為蓄電池等儲能組建補充電能的直流電向所 述蓄電池充電，該直流電電壓的大小是由充電電流反饋到CPU信號的強弱而改變驅(qū)動脈沖
寬度大小來調(diào)節(jié)。 本實用新型所述的逆變器電路，其中，所述四個場效應(yīng)管包括第一場效應(yīng)管、第二 場效應(yīng)管、第三場效應(yīng)管和第四場效應(yīng)管； 所述第一場效應(yīng)管的源極接第三場效應(yīng)管的漏極，所述第二場效應(yīng)管的源極接所 述第四場效應(yīng)管的漏極； 所述第三場效應(yīng)管的源極和所述第四場效應(yīng)管的源極用于接蓄電池的正極，所述 第一場效應(yīng)管的漏極和第二場效應(yīng)管的漏極接蓄電池的負(fù)極。 本實用新型所述的逆變器電路，其中，至少一個場效應(yīng)管的源極和漏極之間連接 有高通濾波電路，用于濾除所述場效應(yīng)管上的尖峰脈沖。 本實用新型所述的逆變器電路，其中，所述變壓器的初級線圈上連接有低通濾波 電路，用于獲得50Hz的正弦交流電，給負(fù)載供電。 本實用新型所述的逆變器電路，其中，所述全波整流電路的兩輸出端之間連接有 紋波抑制電路。[0016] 本實用新型所述的逆變器電路，其中，所述四個場效應(yīng)管的四個柵極分別通過保 護(hù)電阻接所述正弦波驅(qū)動脈沖。 本實用新型所述的逆變器電路，其中，所述蓄電池的正極與所述全波整流電路的 輸出端之間連接有保險絲。 本實用新型通過利用逆變?nèi)ㄕ麟娐返膱鲂?yīng)管及場效應(yīng)管內(nèi)部續(xù)流二極管 的巧妙設(shè)計，在一個全橋逆變模塊中既實現(xiàn)了 DC-AC的正弦波逆變，又實現(xiàn)了 AC-DC的蓄電 池充電功能，節(jié)省了產(chǎn)品成本，提高了產(chǎn)品技術(shù)的可靠性。

下面將結(jié)合附圖及實施例對本實用新型作進(jìn)一步說明，附圖中 圖1是本實用新型實施例的帶充電功能的逆變器電路基本原理圖； 圖2是本實用新型實施例的帶充電功能的逆變器詳細(xì)電路圖。
具體實施方式下面結(jié)合圖示，對本實用新型的優(yōu)選實施例作詳細(xì)介紹。 本實用新型實施例的帶充電功能的逆變器電路如圖1所示，包括由四個場效應(yīng)管
連接組成的全波整流電路，包括第一場效應(yīng)管Gl、第二場效應(yīng)管G2、第三場效應(yīng)管G3和第
四場效應(yīng)管G4。其中，第一場效應(yīng)管G1的源極接第三場效應(yīng)管G3的漏極，第二場效應(yīng)管G2
的源極接第四場效應(yīng)管G4的漏極，第三場效應(yīng)管G3的源極和第四場效應(yīng)管G4的源極用于
接蓄電池BAT的正極，第一場效應(yīng)管Gl的漏極和第二場效應(yīng)管G2的漏極接蓄電池BAT的
負(fù)極，按照此方式連接后，各場效應(yīng)管內(nèi)部的續(xù)流二極管即可形成一全波整流電路。 本實施例的電路還包括一變壓器，如圖1所示，該變壓器的初級線圈Tl連接在全
波整流電路的兩輸入端之間，變壓器的次級線圈T2可由多組不同匝數(shù)的線圈組成，分別輸
出不同電壓大小，用于旁路供電時，改變變壓器的變比，使輸出電壓穩(wěn)定在一定的電壓范圍內(nèi)。 其中，第一場效應(yīng)管Gl和第四場效應(yīng)管G4、第三場效應(yīng)管G3和第二場效應(yīng)管G2 的四個柵極分別對應(yīng)連接兩組相位相差180度、等幅值、等頻率的正弦波驅(qū)動脈沖，由四路 正弦脈寬調(diào)制(Sinusoidal P麗，SP麗)波形經(jīng)過數(shù)字外圍電路的倒相產(chǎn)生，經(jīng)過光電耦 合器件的隔離和放大后輸出并加載到四個橋壁上，用于控制四個場效應(yīng)管有序的開通和關(guān) 閉，以將蓄電池BAT的直流電轉(zhuǎn)換為交流電，給負(fù)載供電，或?qū)⒆儔浩鞯某跫壘€圈Tl上的交 流電轉(zhuǎn)換為直流電，向蓄電池BAT充電。該直流電電壓的大小是由充電電流反饋到CPU信 號的強弱而改變驅(qū)動脈沖寬度大小來調(diào)節(jié)。 為保護(hù)場效應(yīng)管，可在至少一個場效應(yīng)管的源極和漏極之間，連接高通濾波電路， 該高通濾波電路可以是如圖2所示的，由二極管、電容和電阻組成的高通濾波電路，也可以 直接由電容和電阻組成，用于濾除場效應(yīng)管上的尖峰脈沖?？稍谒膫€場效應(yīng)管的柵極通過 保護(hù)電阻接所述正弦波驅(qū)動脈沖，或在場效應(yīng)管的柵極和漏極之間連接保護(hù)電阻，如圖2 所示。可在蓄電池的正極與全橋整流電路的輸出端之間連接保險絲，如圖2所示。 在全波整流電路的兩輸入端之間還可連接有由第一電解電容C1與第二電容C2并 聯(lián)組成的紋波抑制電路，如圖2所示，用于抑制全波整流電路輸出端的紋波，以獲得穩(wěn)定的直流電信號。 在變壓器的初級線圈Tl上連接有低通濾波電路，如圖2所示，由第三電容C3和第 一電阻R1串聯(lián)組成，可得到加載在初級線圈Tl上的220Vac/50Hz的正弦波交流電，給電器 負(fù)載提供交流能量。 當(dāng)負(fù)載的控制電路檢測到市電電網(wǎng)異?；驍嚯?，即發(fā)送異常信號給控制核心處理 器(Central Processing Unit, CPU) ，CPU立即切斷市電，啟動逆變驅(qū)動波形，解鎖逆變驅(qū)動 信號通路，四路正弦脈寬調(diào)制(Sinusoidal P麗，SP麗)波形從CPU的I/O 口送出，經(jīng)過數(shù)字 外圍電路的倒相產(chǎn)生兩組相位相差180度、等幅值、等頻率的正弦波驅(qū)動脈沖，經(jīng)過光電耦 合器件的隔離和放大，分別加到全橋逆變電路的四個橋臂，控制四個橋臂上場效應(yīng)管有序 的開通和關(guān)閉。蓄電池加在場效應(yīng)管源極和漏極之間的直流電經(jīng)過場效應(yīng)管的高頻開關(guān)作 用，轉(zhuǎn)化成交流電，該交流電有序的疊加到變壓器初級線圈上，通過變壓器對交流電能的傳 遞和變壓，經(jīng)過變壓器上低通濾波電路濾除高次諧波，得到220Vac/50Hz的正弦波，給電器 負(fù)載提供交流能量。 此時，充電回路處于關(guān)閉截止的狀態(tài)，蓄電池放電，全橋逆變電路四橋臂上場效應(yīng) 管全部工作在開關(guān)狀態(tài)，實現(xiàn)DC-AC的逆變過程。 當(dāng)負(fù)載的檢測分析電路檢測到市電電網(wǎng)電壓、頻率、幅值、相位等工作條件都正常 后，發(fā)送指令到CPU, CPU即刻切斷逆變驅(qū)動電路，封鎖逆變驅(qū)動信號通道，使得負(fù)載的電量 由市電電網(wǎng)旁路供給。同時，發(fā)出充電驅(qū)動脈沖信號，經(jīng)充電前級數(shù)字電路的優(yōu)化和處理， 通過光電耦合器件的隔離和放大，充電驅(qū)動信號加到全波整流電路的兩下橋臂，控制第一 場效應(yīng)管Gl和第二場效應(yīng)管G2進(jìn)行開關(guān)作用。此時全波整流電路的兩上橋臂的驅(qū)動信號 為低電平，第三場效應(yīng)管G3和第四場效應(yīng)管G4處于截止?fàn)顟B(tài)，停止工作。 由于負(fù)載處于市電電網(wǎng)供電狀態(tài)，故在變壓器初級線圈上有一個大小和幅值合適 的正弦波交流電存在，控制電路產(chǎn)生的充電脈沖驅(qū)動信號加到全波整流電路的兩下橋臂， 通過下橋壁的第一場效應(yīng)管G1和第二場效應(yīng)管G2的開關(guān)作用，把50Hz的交流電斬波成一 個與正弦波驅(qū)動脈沖同頻率的高頻交流電，該高頻交流電疊加在50Hz的正弦波交流電中， 經(jīng)由全橋逆變電路的四橋臂上的場效應(yīng)管內(nèi)部續(xù)流二極管組成的全橋整流電路整流，把高 頻交流電變成直流電，此直流電經(jīng)過濾波電路的處理，直接給蓄電池補充電能。以備下次停 電時有充足的電量來維持負(fù)載的工作。 使用本實施例的充電-逆變一體化電路，可通過實時對電網(wǎng)的異常進(jìn)行監(jiān)控，在 電網(wǎng)異常時，及時改變本實施例逆變器電路的工作狀態(tài)，把蓄電池直流電能通過逆變器和 變壓器裝置，轉(zhuǎn)化成可供交流電器使用的交流電。在電網(wǎng)正常時期，切斷逆變器的逆變動 作，控制電路控制電網(wǎng)旁路供電給電器負(fù)載，同時，切斷逆變器工作，啟動充電器電路，通過 全橋逆變電路的下橋臂場效應(yīng)管和四橋臂上的續(xù)流二極管把交流電轉(zhuǎn)化成電壓可自動調(diào) 節(jié)的直流電給蓄電池補充電能。 因此，本實用新型的逆變器電路不僅實現(xiàn)了逆變器的DC-AC功能，又可作為蓄電 池能量補充的充電器AC-DC功能，可以應(yīng)用到逆變器產(chǎn)品，也可以延伸到其他不間斷電源 場合組成一個完整的電源系統(tǒng)。 應(yīng)當(dāng)理解的是，對本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來說，可以根據(jù)上述說明加以改進(jìn)或變換， 而所有這些改進(jìn)和變換都應(yīng)屬于本實用新型所附權(quán)利要求的保護(hù)范圍。
權(quán)利要求一種帶充電功能的逆變器電路，其特征在于，包括由四個場效應(yīng)管連接組成的全波整流電路；還包括一變壓器，所述變壓器的初級線圈連接在所述全波整流電路的兩輸入端之間，所述變壓器的次級線圈用于連接負(fù)載；所述四個場效應(yīng)管的四個柵極分別連接兩組交替的正弦波驅(qū)動脈沖，用于控制所述四個場效應(yīng)管有序的開通和關(guān)閉，以將蓄電池的直流電轉(zhuǎn)換為交流電，給所述負(fù)載供電，或?qū)⑺鲎儔浩鞯某跫壘€圈上的交流電轉(zhuǎn)換為直流電，給所述蓄電池充電。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的逆變器電路，其特征在于，所述四個場效應(yīng)管包括第一場效 應(yīng)管、第二場效應(yīng)管、第三場效應(yīng)管和第四場效應(yīng)管；所述第一場效應(yīng)管的源極接第三場效應(yīng)管的漏極，所述第二場效應(yīng)管的源極接所述第 四場效應(yīng)管的漏極；所述第三場效應(yīng)管的源極和所述第四場效應(yīng)管的源極用于接蓄電池的正極，所述第一 場效應(yīng)管的漏極和第二場效應(yīng)管的漏極接蓄電池的負(fù)極。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的逆變器電路，其特征在于，至少一個場效應(yīng)管的源極和漏極 之間連接有高通濾波電路，用于濾除所述場效應(yīng)管上的尖峰脈沖。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的逆變器電路，其特征在于，所述變壓器的初級線圈上連接有 低通濾波電路，用于獲得50Hz的正弦交流電，給負(fù)載供電。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的逆變器電路，其特征在于，所述全波整流電路的兩輸出端之 間連接有紋波抑制電路。
6. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的逆變器電路，其特征在于，所述四個場效應(yīng)管的四個柵極分 別通過保護(hù)電阻接所述正弦波驅(qū)動脈沖。
7. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的逆變器電路，其特征在于，所述蓄電池的正極與所述全波整 流電路的輸出端之間連接有保險絲。
專利摘要本實用新型涉及一種帶充電功能的逆變器電路，其包括由四個場效應(yīng)管連接組成的全波整流電路；還包括一變壓器，變壓器的初級線圈連接在全波整流電路的兩輸入端之間，變壓器的次級線圈用于連接負(fù)載；四個場效應(yīng)管的四個柵極分別連接兩組交替的正弦波驅(qū)動脈沖，用于控制四個場效應(yīng)管有序的開通和關(guān)閉，以將蓄電池的直流電轉(zhuǎn)換為交流電，給負(fù)載供電，或?qū)⒆儔浩鞯某跫壘€圈上的交流電轉(zhuǎn)換為直流電，向蓄電池充電。本實用新型通過利用逆變?nèi)ㄕ麟娐返膱鲂?yīng)管及場效應(yīng)管內(nèi)部續(xù)流二極管的巧妙設(shè)計，在一個全橋逆變模塊中既實現(xiàn)了DC-AC的正弦波逆變，又實現(xiàn)了AC-DC的蓄電池充電功能，節(jié)省了產(chǎn)品電路成本，提高了產(chǎn)品技術(shù)的可靠性。
文檔編號H02M7/515GK201479036SQ20092020447
公開日2010年5月19日 申請日期2009年9月3日 優(yōu)先權(quán)日2009年9月3日
發(fā)明者劉明, 胡良法, 黃正乾 申請人:深圳市泰永科技股份有限公司