| 主权项 |
1.一种直流电压转换成60Hz交流正弦电压驱动装置,其中包含:直流电源电路、LLCC共振反流器电路、电压控制频率电路、分相电路、锁住电路、电气隔离电路以及驱动放大电路;直流电源电路主要目的为提供一固定之直流电压供应共振反流器;LLCC共振反流器电路由四个电子式开关(MOSFET)、两个电感(L)及两个电容(C)组成,四个电子式开关以全桥架构,将直流电压转换成60Hz方波电压,电感及电容组成之串并联共振电路,则将方波电压振荡成60Hz交流正弦电压;电压控制频率电路产生60Hz方波驱动讯号,经由分相电路分离为4组0及180两种方波波形,再送往锁住电路以避免两组反相输出方波同一时间内发生重叠,四组驱动讯号需经由电气隔离电路,以光耦合元件隔离电源共地现象,最后由驱动放大电路将电流放大以提供共振反流器所需4个电子式开关之闸极驱动讯号;本装置之特征为:第一点,使用全桥架构、两个电感及电容组合成串并联共振反流器(LLCC resonant inverter);第二点,本专利所推导之几何频率理论,应用感抗及容抗値与对应关系以设计电感及电容大小,当方波切换频率等于几何频率时,若不考虑共振元件压降,输出电压大小与相位不受负载影响,进而可应用于三相及多相电源系统;第三点,开关元件在导通或截止时,流经开关电流很小,可降低切换损失,因此具低频及柔性切换特性,输出效率高且架构简单;第四点,若不考虑共振元件压降,输出正弦交流电压峰値与输入共振反流器之直流电压比値(电压增益)为4/;第五点,正弦电压波形,无谐波及电磁干扰问题;第六点,实测结果,在无回授控制下,负载装置从无载至满载,输出电压及相位变动率分别在5%以及3之内。2.如申请专利范围第1项所述之直流电压转换成60Hz交流正弦电压驱动装置,其中直流电源电路之范围可以为:电池提供或附加调变电路以获得可调整之定値直流电压;由市电经半导体元件之闸极相位控制以取得可调整之定値直流电压;其大小由额定输出交流电压峰値除以电压增益之结果来决定。3.如申请专利范围第1项所述之直流电压转换成60Hz交流正弦电压驱动装置,其中LLCC共振反流器电路之架构,本申请专利范围为采用2个电子式开关之半桥式架构、4个电子式开关之全桥式架构或6个电子式开关之全桥式架构。4.如申请专利范围第1项所述之直流电压转换成60Hz、交流正弦电压驱动装置,其中LLCC共振反流器电路如专利申请范围第1项所述之实测输出电压变动率在5%以内;如负载为重载,共振元件压降增加以致输出交流电压降低,若将输出电压回授以调高如专利申请范围第2项所述之输入共振反流器之直流电源电压,补偿元件压降,使输出交流正弦电压迫近设定値;反之,轻载时,输出交流电压高于设定値,则回授降低如专利申请范围第2项所述之输入共振反流器之直流电源电压;爰此,本申请专利范围包括为减少输出电压变动率所增加之回授电路,以调整如专利申请范围第2项所述之直流电源电路所需电压値。5.如申请专利范围第1项所述之直流电压转换成60Hz交流正弦电压驱动装置,其中LLCC共振反流器电路之输出可供应任何具电阻性、电感性或电容性负载。图式简单说明:图1表示本发明所揭示之全桥式高阶LLCC共振驱动方块图。图2表示本发明所揭示之高阶LLCC共振式反流器在切换频率分别小于、等于及大于几何频率时,串并联共振槽阻抗特性图。图3表示本发明所揭示之高阶LLCC共振式反流器之Q値、电压增益、相位移对应切换频率之曲线图。图4表示本发明所揭示之共振槽阻抗与切换频率之曲线图。图5表示本发明所揭示之高阶LLCC共振式反流器在切换频率分别小于、等于及大于几何频率时,各电压电流波形。图6表示为本发明所揭示之高阶LLCC共振电路之一实施例之主电路图。图7表示本发明所揭示之电压控制频率电路、分相电路、锁住电路、电气隔离电路及驱动放大电路之一实施例之方块图。图8表示本发明所揭示之电压控制频率电路、分相电路、锁住电路、电气隔离电路及驱动放大电路之一实施例之电路图。图9表示本发明所揭示之锁住电路基本原理之一实施例。图10表示本发明所揭示之共振反流器应用各种负载时,输出交流电压及电流实测波形之一实施例。图11表示本发明所揭示之共振反流器应用各种负载时,开关元件柔性切换实测波形之一实施例。图12表示本发明所揭示之共振反流器应用各种负载时,输出效率之一实施例。 |
