正弦波車載逆變器的輸出濾波電路及正弦波車載逆變器的制造方法
【專利摘要】本實用新型公開了一種正弦波車載逆變器的輸出濾波電路及正弦波車載逆變器，包括第一級濾波電路和第二級濾波電路，第一級濾波電路包括第一電感以及濾波電容，第一電感為差模電感，包括第一線圈和第二線圈。第二級濾波電路包括第一Y電容和第二Y電容。實施本實用新型的有益效果是，因逆變電路的兩個輸出端分別經(jīng)過第一電感的線圈濾波，可以避免產(chǎn)生較大的輸出漏電流，而且第一級濾波電路輸出可以接著連接Y電容進行EMI濾波，將逆變輸出正弦波濾波和抑制電磁干擾濾波兩者緊密結(jié)合，電路結(jié)構(gòu)緊湊，使用元件數(shù)量較少，從而提高產(chǎn)品的電磁兼容性能并降低產(chǎn)品成本。
【專利說明】正弦波車載逆變器的輸出濾波電路及正弦波車載逆變器
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用新型涉及正弦波車載逆變器【技術(shù)領(lǐng)域】，更具體地說，涉及一種正弦波車載逆變器的輸出濾波電路及正弦波車載逆變器。
【背景技術(shù)】
[0002]車載逆變器將車內(nèi)的12V或24V的直流電通過逆變轉(zhuǎn)換成220V/50Hz或110V/60HZ的交流電，從而方便用戶在車內(nèi)使用需要交流供電的電器設(shè)備，根據(jù)輸出波形可分為修正波和正弦波，修正波逆變器輸出的是方波波形的交流電，正紋波逆變器輸出的是正弦波形的交流電。
[0003]現(xiàn)有的正弦波車載逆變器的模塊方框圖如圖1所示，包括直流濾波電路10、DC/DC升壓電路20、DC/AC逆變電路30、交流濾波電路40、升壓控制電路50以及逆變控制電路60，其中，升壓控制電路50用于輸出脈寬調(diào)制(PWM)波以控制DC/DC升壓電路，逆變控制電路60用于輸出正弦波脈寬調(diào)制(SPWM)波以控制DC/AC逆變電路。直流電壓輸入后先經(jīng)直流濾波電路10進行濾波，以減少紋波電流和抑制電磁干擾，再經(jīng)DC/DC升壓電路20將直流電壓12V或24V變換到3IOV左右的中間直流電壓，然后經(jīng)過DC/AC逆變電路30將中間直流電壓轉(zhuǎn)換成正弦波脈寬調(diào)制(SPWM)的方波，最后經(jīng)逆變輸出濾波電路40輸出220V/50HZ或110V/60HZ的正弦波交流電壓。
[0004]如圖2所示，為圖1的DC/AC逆變電路30和輸出濾波電路40的原理圖，由于DC/AC逆變電路30輸出的正弦波脈寬調(diào)制(SPWM)的方波，必須通過逆變輸出濾波電路40才能得到正弦波，交流濾波電路40主要由濾波電感L和濾波電容C組成。DC/AC逆變電路30由場效應(yīng)管Ml、M2、M3和M4組成的H橋，經(jīng)升壓之后的DCP與DCN之間的直流電壓El經(jīng)過DC/AC逆變電路30之后轉(zhuǎn)換成SPWM脈沖波形，再經(jīng)過電感L和電容C組成的LC濾波電路之后輸出純正弦波交流電壓。由圖2可知，DC/AC逆變電路30的輸出端A通過電感L連接到輸出端AC1，DC/AC逆變電路30的輸出端B則直接連接到輸出端AC2，即逆變電路的輸出端一路經(jīng)過了濾波電感，另一路沒有經(jīng)過濾波電感。
[0005]因此,相對于直流電壓公共端DCN,輸出端ACl電壓與輸出端AC2電壓是非對稱的，且輸出端B的脈沖電壓直接出現(xiàn)在輸出端AC2和用電設(shè)備的電源線上，會產(chǎn)生很大的電磁干擾。不僅如此，如果用電設(shè)備的電源輸入電路中有抑制電磁干擾的Y電容，由于輸出端B的電壓是未經(jīng)濾波的脈寬調(diào)制方波電壓，而逆變的開關(guān)頻率即載頻一般較高，經(jīng)由用電設(shè)備Y電容形成回路的高頻阻抗小，逆變器輸出就會產(chǎn)生較大的漏電流。
實用新型內(nèi)容
[0006]本實用新型要解決的技術(shù)問題在于，針對現(xiàn)有技術(shù)的上述輸出濾波電路可能產(chǎn)生較大漏電流以及產(chǎn)生很大電磁干擾的缺陷，提供一種正弦波車載逆變器的輸出濾波電路及正弦波車載逆變器。
[0007]本實用新型解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是:提供一種正弦波車載逆變器的輸出濾波電路，用于將正弦波車載逆變器中的DC/AC逆變電路輸出的正弦波脈寬調(diào)制的方波電壓轉(zhuǎn)換成正弦波交流電壓和抑制電磁干擾濾波，所述DC/AC逆變電路包括兩個輸出端，所述逆變輸出濾波電路包括用于對所述DC/AC逆變電路輸出的電壓進行濾波的第一級濾波電路，所述第一級濾波電路包括用于將逆變電路輸出的正弦波脈寬調(diào)制的方波電壓濾波成正弦波交流電壓的第一電感和濾波電容，所述第一電感為差模電感，包括兩個線圈，兩個線圈為繞制在同一個磁環(huán)上的第一線圈和第二線圈；
[0008]所述第一線圈的一端與所述DC/AC逆變電路的一個輸出端連接，所述第一電感的第二線圈的一端與所述DC/AC逆變電路的另一個輸出端連接，所述濾波電容連接在所述第一線圈的另一端與所述第二線圈的另一端之間。
[0009]在上述正弦波車載逆變器的輸出濾波電路中，還包括與所述第一級濾波電路連接的用于抑制電磁干擾的第二級濾波電路，所述第二級濾波電路包括第一 Y電容和第二 Y電容，所述第一 Y電容與所述第二 Y電容串聯(lián)連接在所述濾波電容的兩端之間，所述第一 Y電容與所述第二Y電容的公共端接地。
[0010]在上述正弦波車載逆變器的輸出濾波電路中，所述第二級濾波電路還包括用于抑制電磁干擾的第二電感，所述第二電感為共模電感，包括第三線圈和第四線圈，所述第三線圈的一端與所述第一 Y電容和第二 Y電容串聯(lián)連接之后的一端連接，所述第四線圈的一端與所述第一Y電容和第二Y電容串聯(lián)連接之后的另一端連接。
[0011]在上述正弦波車載逆變器的輸出濾波電路中，所述第二級濾波電路還包括第三Y電容和第四Y電容，所述第三Y電容和所述第四Y電容串聯(lián)連接在所述第三線圈的另一端與所述第四線圈的另一端之間，所述第三Y電容和所述第四Y電容的公共端接地。
[0012]還提供一種正弦波車載逆變器，包括依次電氣連接的用于對輸入的直流電壓進行濾波的直流濾波電路、用于將經(jīng)所述直流濾波電路濾波之后的直流電壓升壓為中間直流電壓的DC/DC升壓電路、用于將所述中間直流電壓轉(zhuǎn)換成正弦波脈寬調(diào)制的方波電壓的DC/AC逆變電路、以及上述所述的用于將所述正弦波脈寬調(diào)制的方波電壓轉(zhuǎn)換為正弦波交流電壓的逆變輸出濾波電路。
[0013]在上述正弦波車載逆變器中，還包括與所述DC/DC升壓電路電氣連接，用于產(chǎn)生脈寬調(diào)制波控制所述DC/DC升壓電路的升壓控制電路以及與所述DC/AC逆變電路電氣連接，用于產(chǎn)生正弦波脈寬調(diào)制波控制所述DC/AC逆變電路的逆變控制電路。
[0014]實施本實用新型的逆變輸出濾波電路，具有以下有益效果:因逆變電路的兩個輸出端分別經(jīng)過第一電感兩個線圈的其中一個線圈濾波，實現(xiàn)對正弦波車載逆變器輸出電壓的雙路對稱濾波，在第一級濾波電路的兩個輸出端基本濾除了高頻電壓成分，從而可以避免產(chǎn)生較大的輸出漏電流。而且第一級輸出可以接著連接第一、第二 Y電容，抑制了電磁干擾濾波。第二級濾波電路還包括共模電感，并通過第三、第四Y電容，共同抑制共模干擾信號，整個電路結(jié)構(gòu)緊湊，使用元件數(shù)量較少，從而提高車載逆變器的電磁兼容性能并降低成本。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0015]下面將結(jié)合附圖及實施例對本實用新型作進一步說明，附圖中:
[0016]圖1是現(xiàn)有的正弦波車載逆變器的模塊方框圖；[0017]圖2是圖1的DC/AC逆變電路和輸出濾波電路的電路圖；
[0018]圖3是本實用新型提供的正弦波車載逆變器的輸出濾波電路的第一實施例的電路圖；
[0019]圖4是本實用新型提供的正弦波車載逆變器的輸出濾波電路的第二實施例的電路圖。
【具體實施方式】
[0020]為了對本實用新型的技術(shù)特征、目的和效果有更加清楚的理解，現(xiàn)對照附圖詳細說明本實用新型的【具體實施方式】。
[0021]圖3為本實用新型提供的正弦波車載逆變器的輸出濾波電路的第一實施例的電路圖，其中，輸出濾波電路40包括用于對DC/AC逆變電路30輸出的電壓濾波的第一級濾波電路401以及與第一級濾波電路電氣連接，用于抑制電磁干擾的第二級濾波電路402。第一級濾波電路401包括用于將脈寬調(diào)制的方波電壓濾波成正弦波交流電壓的第一電感LI和濾波電容Cl。第二級濾波電路402包括第一 Y電容Cyl以及第二 Y電容Cy2。其中，第一電感LI為具有兩個線圈的差模電感，第一電感LI包括第一線圈Ll-1和第二線圈L2-2。
[0022]第一線圈Ll-1的一端與正弦波車載逆變器的DC/AC逆變電路30的一個輸出端連接，第二線圈L1-2的一端與正弦波車載逆變器的DC/AC逆變電路30的另一個輸出端連接，相當(dāng)于第一線圈Ll-1的一端和第二線圈L1-2的一端對應(yīng)地與逆變電路的輸出端A和輸出端B連接，濾波電容Cl連接在第一線圈Ll-1的另一端和第二線圈L1-2的另一端之間，第一 Y電容Cyl與第二 Y電容Cy2串聯(lián)連接在濾波電容Cl的兩端之間，并且第一 Y電容Cyl與第二 Y電容Cy2的公共端接地。其中，第一線圈Ll-1和第二線圈L1-2對稱的繞制在同一個磁環(huán)上，第一線圈Ll-1和第二線圈L1-2的同名端異側(cè)，即第一線圈Ll-1的輸入側(cè)和第二線圈L1-2的輸出側(cè)是同名端。因此，第一電感LI雖然類似共模電感，但不是共模電感，實質(zhì)上是按差模方式繞制的差模電感，只是將原來的一個線圈分成了兩個線圈，實現(xiàn)了雙路對稱濾波，電路中不會出現(xiàn)較大的漏電流。
[0023]具體工作原理是:DCP與DCN之間的直流電壓也即經(jīng)DC/DC升壓電路20升壓之后的中間直流電壓經(jīng)場效應(yīng)管M1、M2、M3和M4組成的H橋逆變電路之后轉(zhuǎn)換為SPWM脈沖波形輸出，再經(jīng)過第一電感LI和濾波電容Cl組成的LC濾波電路濾波后輸出純正弦波交流電壓，由圖可知，DC/AC逆變電路30的輸出端A通過第一電感LI的第一線圈Ll-1連接到輸出端ACl，并且DC/AC逆變電路30的輸出端B也通過第一電感LI的第二線圈L1-2連接到輸出端AC2，相對于中間直流電壓El的公共端DCN，輸出端ACl電壓與輸出端AC2電壓是對稱的，即采用雙路對稱濾波，出現(xiàn)在交流輸出端AC1、輸出端AC2和用電設(shè)備兩根電源線上的電壓都經(jīng)過了第一電感LI的濾波。其中，第一電感LI為按差模方式繞制的差模電感，將一個線圈分成兩個線圈，可以避免產(chǎn)生較大的輸出漏電流。同時，第一級輸出可以接著連接兩個Y電容即第一 Y電容Cyl和第二 Y電容Cy2，緊密結(jié)合了逆變輸出正弦波濾波和抑制電磁干擾濾波，從而可以使正弦波車載逆變器具有較好的EMC (Electro Magnetic Compatibility,電磁兼容)性能。
[0024]圖4為本實用新型提供的正弦波車載逆變器的輸出濾波電路的第二實施例的電路圖，本實施例中的輸出濾波電路40包括圖1中的第一級濾波電路401和第二級濾波電路402，其中，第二級濾波電路402不僅包括圖1中的第一 Y電容Cyl和第二 Y電容Cy2，還包括第二電感L2以及第三Y電容Cy3和第四Y電容Cy4，第二電感L2為共模電感，用于抑制電磁干擾。第二電感L2包括第三線圈L2-1和第四線圈L2-2，共模電感的兩個線圈是繞制在同一個磁環(huán)上的。第三線圈L2-1的一端與第一 Y電容Cyl的一端連接，第四線圈L2-2的一端與第二 Y電容Cy2的一端連接，第一 Y電容Cyl的另一端與第二 Y電容Cy2的另一端連接。第三Y電容Cy3與第四Y電容Cy4串聯(lián)連接在第三線圈L2_l的另一端和第四線圈L2-2的另一端之間，第二電感L2的同名端同側(cè)，即第三線圈L2-1的輸入側(cè)和第四線圈L2-2的輸入側(cè)是同名端。其中，第三Y電容Cy3和第四Y電容Cy4的公共端接地。
[0025]具體工作原理是:DCP與DCN之間的直流電壓也即經(jīng)DC/DC升壓電路20升壓之后的中間直流電壓經(jīng)場效應(yīng)管M1、M2、M3和M4組成的H橋逆變電路之后轉(zhuǎn)換為SPWM脈沖波形輸出，經(jīng)過第一電感LI和濾波電容Cl組成的LC濾波器濾波后輸出純正弦波交流電壓。第一級輸出可以接著連接兩個Y電容即第一 Y電容Cyl和第二 Y電容Cy2，對共模干擾信號進行濾波，降低電磁干擾。然后再經(jīng)過第二電感L2以及第三Y電容Cy3和第四Y電容Cy4，共同抑制共模干擾信號，進一步降低電磁干擾，以獲得更好的電磁干擾濾波效果和達到更高的電磁兼容性能。其中，第二電感L2為典型的共模電感，兩個線圈的同名端均在輸入側(cè)。通過第一級濾波電路401和第二級濾波電路402，緊密結(jié)合了逆變輸出正弦波濾波和抑制電磁干擾濾波，可以將不同波段的干擾信號有效抑制，提高了正弦波車載逆變器的EMC性能。
[0026]本實用新型還提供一種正弦波車載逆變器(圖未示)，包括圖1中依次電氣連接的用于對輸入的直流電壓進行濾波的直流濾波電路10、用于將經(jīng)直流濾波電路10濾波之后的直流電壓升壓為中間直流電壓的DC/DC升壓電路20、用于將中間直流電壓轉(zhuǎn)換成正弦波脈寬調(diào)制的方波電壓的DC/AC逆變電路30、以及圖3或圖4中采用的用于將正弦波脈寬調(diào)制的方波電壓轉(zhuǎn)換為正弦波交流電壓的輸出濾波電路40。本實用新型中提供的正弦波車載逆變器還包括圖1中的與DC/DC升壓電路20電氣連接，用于產(chǎn)生脈寬調(diào)制波控制所述DC/DC升壓電路20的升壓控制電路50以及與DC/AC逆變電路30電氣連接，用于產(chǎn)生正弦波脈寬調(diào)制波控制所述DC/AC逆變電路的逆變控制電路60。
[0027]因此，本實用新型提供的輸出濾波電路采用第一級濾波電路401和第二級濾波電路402結(jié)合的兩級濾波電路，電路結(jié)構(gòu)緊湊，使用元件數(shù)量少，而且可以降低電磁干擾。其中，第一級濾波電路包括第一電感和濾波電容，第二級濾波電路包括第一 Y電容和第二 Y電容或者第一 Y電容和第二 Y電容、第二電感以及第三Y電容和第四Y電容。其中，第一電感為具有兩個線圈的差模電感，兩個線圈繞制在一個磁環(huán)上并且其同名端異側(cè)，雖然與共模電感類似但不是共模電感，實質(zhì)上是按差模方式繞制的差模電感，只是由原來的一個線圈分成了兩個線圈，實現(xiàn)了對正弦波車載逆變器的輸出電壓的雙路對稱濾波，可以避免產(chǎn)生較大的漏電流。第一級輸出接著連接第一、第二 Y電容，對共模干擾信號進行濾波，降低了電磁干擾。第二級濾波電路還包括共模電感，結(jié)合第三、第四Y電容共同抑制了共模干擾信號，也進一步降低了電磁干擾，獲得了更好的電磁干擾濾波效果以及達到了更高的電磁兼容性能。因此，本實用新型提供的正弦波車載逆變器的輸出濾波電路改變了普通的正弦波逆變器輸出濾波電路的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，將差模電感的兩個線圈按差模方式繞制在一個磁環(huán)上，并且通過兩級濾波電路，緊密結(jié)合了逆變輸出正弦波濾波電路以及電磁干擾濾波電路，從而可以將不同波段的干擾信號有效地抑制，顯著地降低了車載逆變器的電磁干擾。
[0028]上面結(jié)合附圖對本實用新型的實施例進行了描述，但是本實用新型并不局限于上述的【具體實施方式】，上述的【具體實施方式】僅僅是示意性的，而不是限制性的，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員在本實用新型的啟示下，在不脫離本實用新型宗旨和權(quán)利要求所保護的范圍情況下，還可做出很多形式，這些均屬于本實用新型的保護之內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種正弦波車載逆變器的輸出濾波電路，用于將正弦波車載逆變器中的DC/AC逆變電路輸出的正弦波脈寬調(diào)制的方波電壓轉(zhuǎn)換成正弦波交流電壓和抑制電磁干擾濾波，所述DC/AC逆變電路包括兩個輸出端，其特征在于，所述逆變輸出濾波電路包括用于對所述DC/AC逆變電路輸出的電壓進行濾波的第一級濾波電路(401)，所述第一級濾波電路(401)包括用于將逆變電路輸出的正弦波脈寬調(diào)制的方波電壓濾波成正弦波交流電壓的第一電感(LI)和濾波電容(Cl)，所述第一電感(LI)為差模電感，包括兩個線圈，兩個線圈為繞制在同一個磁環(huán)上的第一線圈(Ll-1)和第二線圈(L1-2)； 所述第一線圈(Ll-1)的一端與所述DC/AC逆變電路的一個輸出端連接，所述第一電感(LI)的第二線圈(L1-2)的一端與所述DC/AC逆變電路的另一個輸出端連接，所述濾波電容(Cl)連接在所述第一線圈(Ll-1)的另一端與所述第二線圈(L1-2)的另一端之間。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的正弦波車載逆變器的輸出濾波電路，其特征在于，還包括與所述第一級濾波電路(401)連接的用于抑制電磁干擾的第二級濾波電路(402)，所述第二級濾波電路(402)包括第一 Y電容(Cyl)和第二 Y電容(Cy2)，所述第一 Y電容(Cyl)與所述第二 Y電容(Cy2)串聯(lián)連接在所述濾波電容(Cl)的兩端之間，所述第一 Y電容(Cyl)與所述第二 Y電容(Cy2)的公共端接地。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的正弦波車載逆變器的輸出濾波電路，其特征在于，所述第二級濾波電路(402)還包括用于抑制電磁干擾的第二電感(L2)，所述第二電感(L2)為共模電感，包括第三線圈(L2-1)和第四線圈(L2-2)，所述第三線圈(L2-1)的一端與所述第一 Y電容(Cyl)和第二 Y電容(Cy2)串聯(lián)連接之后的一端連接，所述第四線圈(L2_2)的一端與所述第一 Y電容(Cyl)和第二 Y電容(Cy2)串聯(lián)連接之后的另一端連接。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的正弦波車載逆變器的輸出濾波電路，其特征在于，所述第二級濾波電路(402)還包括第三Y電容(Cy3)和第四Y電容(Cy4)，所述第三Y電容(Cy3)和所述第四Y電容(Cy4)串聯(lián)連接在所述第三線圈(L2-1)的另一端與所述第四線圈(L2-2)的另一端之間，所述第三Y電容(Cy3)和所述第四Y電容(Cy4)的公共端接地。
5.一種正弦波車載逆變器，其特征在于，包括依次電氣連接的用于對輸入的直流電壓進行濾波的直流濾波電路(10)、用于將經(jīng)所述直流濾波電路(10)濾波之后的直流電壓升壓為中間直流電壓的DC/DC升壓電路(20)、用于將所述中間直流電壓轉(zhuǎn)換成正弦波脈寬調(diào)制的方波電壓的DC/AC逆變電路(30)、以及如權(quán)利要求1-4中任意一項所述的用于將所述正弦波脈寬調(diào)制的方波電壓轉(zhuǎn)換為正弦波交流電壓的正弦波車載逆變器的輸出濾波電路(40)。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的正弦波車載逆變器，其特征在于，還包括與所述DC/DC升壓電路電氣連接，用于產(chǎn)生脈寬調(diào)制波控制所述DC/DC升壓電路(20)的升壓控制電路(50)以及與所述DC/AC逆變電路電氣連接，用于產(chǎn)生正弦波脈寬調(diào)制波控制所述DC/AC逆變電路(30)的逆變控制電路(60)。
【文檔編號】H02M1/44GK203554276SQ201320708531
【公開日】2014年4月16日 申請日期:2013年11月8日 優(yōu)先權(quán)日:2013年11月8日
【發(fā)明者】李達華, 楊幸標(biāo), 謝勇 申請人:美固電子(深圳)有限公司