專利名稱：具有線性輸出和pwm輸出的混合式功率變換器的制作方法
技術領域：
本發明涉及一種具有線性輸出和PWM輸出的混合式功率變換器，屬于電 機控制領域。
背景技術：
在伺服驅動系統中，為了提高系統的響應特性與效率，通常都采用PWM 功率變換電路(放大器)；而在要求極高的定位精度以及平滑運行的場合，由于 由PWM斬波引起的電流脈動以及為防止橋臂短路而設定的死區時間引起的不 穩定現象，有時得不到所需要的性能，這時，只好犧牲系統效率，采用損耗大 的線性放大器。另外，在音響放大器中，從簡化控制電路以及重視音質的角度 出發， 一般都采用線性放大器，但在大型的擴音裝置中，也有時采用PWM型 放大器(D級放大器)。
圖7為傳統的伺服驅動用PWM型功率變換電路的結構(單相)及輸出波 形，由于功率器件工作于開關狀態，所以該變換電路的效率高，但是從圖8所 示的輸出波形可以看出，其含有脈動成分，所以，難以實現高精度控制，同時， 為防止器件關斷延遲引起上、下橋臂直通而設定的死區時間有時會引起不穩定 現象。
圖9為應用于小容量、高精度領域的線性放大器的電路構成，輸出波形如 圖10所示，輸出由于不存在脈動電流及死區時間，因此適合于高精度化，可是 由于電源電壓與輸出電壓之間的電壓差施加于功率器件上，所以該電壓與電流 的乘積變成損耗，造成器件發熱。特別是在低輸出電壓、大輸出電流時，損耗 會變大。為發揮二者的長處，可以把二者并列設計到一個系統中，根據運行條 件的不同，進行二者之間的切換，但是因切換時刻難以確定，該方法實現困難。 也可以不改變圖9所示的電路，在需要大功率輸出時，使功率器件工作于PWM 開關狀態，但是在要求高精度的低速以及靜止狀態，損耗并不能減少，目前的功率變換器無法兼顧二者的優點，把線性輸出的功率變換器和PWM輸出的功 率變換器有效的結合在一起，使其能滿足不同的場合需求。
發明內容
《
本發明的目的是為了解決目前的功率變換器無法把線性輸出的功率變換器 和PWM輸出的功率變換器有效的結合在一起，使其能滿足不同的場合需求的 問題，提供了具有線性輸出和PWM輸出的混合式功率變換器。
本發明提供第一種方案為具有線性輸出和PWM輸出的混合式功率變換 器包括線性放大器、第一可控開關、第二可控開關、第一二極管Dl和第二二極 管D2，
線性放大器包括第三可控開關、第四可控開關和運算放大器，第三可控開 關的正極端為線性放大器的正極端，第三可控開關的負極端與第四可控開關的 正極端相連，第四可控開關的負極端為線性放大器的負極端，第三可控開關的 控制端與第四可控開關的控制端同時與運算放大器的輸出端相連，
第一可控開關的正極端為高壓直流電源正極接入端，第一可控開關的負極 端連接線性放大器的正極端，第一可控開關的負極端同時還與第一二極管Dl 的負極端相連，第一二極管D1的正極端為低壓直流電源正極接入端，線性放大 器的負極端連接第二可控開關的正極端，線性放大器的負極端同時還與第二二 極管D2的正極端相連，第二二極管D2的負極端為低壓直流電源負極接入端， 第二可控開關的負極端為高壓直流電源負極接入端，
第三可控開關的負極端與第四可控開關的正極端的連接點引出線作為具有 線性輸出和PWM輸出的混合式功率變換器的輸出端。
本發明提供的第二個技術方案為具有線性輸出和PWM輸出的混合式功 率變換器包括兩個單相功率變換器，兩個單相功率變換器的高壓直流電源正極 接入端連接在一起，兩個單相功率變換器的低壓直流電源正極接入端連接在一 起，兩個單相功率變換器的低壓直流電源負極接入端連接在一起，兩個單相功 率變換器的高壓直流電源負極接入端連接在一起，兩個單相功率變換器的輸出 端作為具有線性輸出和PWM輸出的混合式功率變換器的兩個輸出端，單相功率變換器包括線性放大器、第一可控開關、第二可控開關、第一二
極管Dl和第二二極管D2，
線性放大器包括第三可控開關、第四可控開關和運算放大器，第三可控開 關的正極端為線性放大器的正極端，第三可控開關的負極端與第四可控開關的 正極端相連，第四可控開關的負極端為線性放大器的負極端，第三可控開關的 控制端與第四可控開關的控制端同時與運算放大器的輸出端相連，
第一可控開關的正極端為高壓直流電源正極接入端，第一可控開關的負極 端連接線性放大器的正極端，第一可控開關的負極端同時還與第一二極管Dl 的負極端相連，第一二極管D1的正極端為低壓直流電源正極接入端，線性放大 器的負極端連接第二可控開關的正極端，線性放大器的負極端同時還與第二二 極管D2的正極端相連，第二二極管D2的負極端為低壓直流電源負極接入端， 第二可控開關的負極端為高壓直流電源負極接入端，
第三可控開關的負極端與第四可控開關的正極端的連接點引出線作為單相 功率變換器的輸出端。
本發明提供的第三個技術方案為具有線性輸出和PWM輸出的混合式功 率變換器包括n個單相功率變換器，n個單相功率變換器串聯設置，n為自然數， 且n^3，
單相功率變換器包括線性放大器、第一可控開關、第二可控開關、第一二 極管Dl和第二二極管D2，
線性放大器包括第三可控開關、第四可控開關和運算放大器，第三可控開 關的正極端為線性放大器的正極端，第三可控開關的負極端與第四可控開關的 正極端相連，第四可控開關的負極端為線性放大器的負極端，第三可控開關的 控制端與第四可控開關的控制端同時與運算放大器的輸出端相連，
第一可控開關的正極端為高壓直流電源正極接入端，第一可控開關的負極 端連接線性放大器的正極端，第一可控開關的負極端同時還與第一二極管Dl 的負極端相連，第一二極管D1的正極端為低壓直流電源正極接入端，線性放大 器的負極端連接第二可控開關的正極端，線性放大器的負極端同時還與第二二極管D2的正極端相連，第二二極管D2的負極端為低壓直流電源負極接入端， 第二可控開關的負極端為高壓直流電源負極接入端，
第三可控開關的負極端與第四可控開關的正極端的連接點引出線作為單相 功率變換器的輸出端。
本發明提供的第四個技術方案為具有線性輸出和PWM輸出的混合式功 率變換器包括2n個單相功率變換器，2n個單相功率變換器串聯設置，2n個單 相功率變換器分成n組變換器，每組變換器由相鄰的兩個單相功率變換器組成， 所述相鄰的兩個單相功率變換器的輸出端作為一相的兩個輸出端，n為自然數， 且n》3，
單相功率變換器包括線性放大器、第一可控開關、第二可控開關、第一二 極管D1和第二二極管D2，
線性放大器包括第三可控開關、第四可控開關和運算放大器，第三可控開
關的正極端為線性放大器的正極端，第三可控開關的負極端與第四可控開關的
正極端相連，第四可控開關的負極端為線性放大器的負極端，第三可控開關的 控制端與第四可控開關的控制端同時與運算放大器的輸出端相連，
第一可控開關的正極端為高壓直流電源正極接入端，第一可控開關的負極 端連接線性放大器的正極端，第一可控開關的負極端同時還與第一二極管Dl 的負極端相連，第一二極管D1的正極端為低壓直流電源正極接入端，線性放大 器的負極端連接第二可控開關的正極端，線性放大器的負極端同時還與第二二 極管D2的正極端相連，第二二極管D2的負極端為低壓直流電源負極接入端， 第二可控開關的負極端為高壓直流電源負極接入端，
第三可控開關的負極端與第四可控開關的正極端的連接點引出線作為單相 功率變換器的輸出端。
本發明的優點本發明把PWM功率變換器與線性功率變換器結合起來， 提出混合式功率變換器，可根據電流或電壓指令控制混合式功率變換器在線性 放大模式與PWM放大模式之間相互切換，使得該功率變換器具有分辨率高、 損耗小、噪聲低、控制精度高、動態響應特性好等優點。


圖1是實施方式一中電源并聯設置的單相功率變換器的結構示意圖，圖2 是實施方式一中電源串聯設置的單相功率變換器的結構示意圖，圖3是實施方 式二的結構示意圖，圖4是實施方式三中電源并聯設置的單相功率變換器的結 構示意圖，圖5是實施方式三中電源串聯設置的單相功率變換器的結構示意圖， 圖6是實施方式四的結構示意圖，圖7是背景技術中傳統的單相半橋PWM功 率變換器的結構示意圖，圖8是圖7所述功率變換器輸出的電壓電流波形圖， 圖9是背景技術中傳統的單相半橋線性功率變換器的結構示意圖，圖10是圖9 所述的功率變換器輸出的電壓電流波形圖。
具體實施例方式
具體實施方式
一下面結合圖l、圖2說明本實施方式，本實施方式所述具 有線性輸出和PWM輸出的混合式功率變換器為單相功率變換器6，單相功率變 換器6包括線性放大器、第一可控開關l、第二可控開關2、第一二極管D1和 第二二極管D2，
線性放大器包括第三可控開關3、第四可控開關4和運算放大器5，第三可 控開關3的正極端為線性放大器的正極端，第三可控開關3的負極端與第四可 控開關4的正極端相連，第四可控開關4的負極端為線性放大器的負極端，第 三可控開關3的控制端與第四可控開關4的控制端同時與運算放大器5的輸出 端相連，
第一可控開關1的正極端為高壓直流電源正極接入端，第一可控開關1的 負極端連接線性放大器的正極端，第一可控開關1的負極端同時還與第一二極 管D1的負極端相連，第一二極管D1的正極端為低壓直流電源正極接入端，線 性放大器的負極端連接第二可控開關2的正極端，線性放大器的負極端同時還 與第二二極管D2的正極端相連，第二二極管D2的負極端為低壓直流電源負極 接入端，第二可控開關2的負極端為高壓直流電源負極接入端，
第三可控開關3的負極端與第四可控開關4的正極端的連接點引出線作為 具有線性輸出和PWM輸出的混合式功率變換器的輸出端，所述輸出端接負載R的一端，負載R的另一端接電源的中性點。
本實施方式中第一可控開關1、第二可控開關2、第三可控開關3和第四可 控開關4采用自帶反向并聯體二極管的MOSFET、 GTR或IGBT高速半導體功 率器件。
本發明裝置的電源共有三種結構第一種電源結構是串聯設置的第一高壓 直流電源9和第二高壓直流電源10與串聯設置的第一低壓直流電源7和第二低 壓直流電源8并聯，兩個高壓直流電源的中性點和兩個低壓直流電源的中性點 連接在一起后與負載R相連；第二種電源結構是第一高壓直流電源9、第一低 壓直流電源7、第二低壓直流電源8和第二高壓直流電源10依次串聯，第一低 壓直流電源7和第二低壓直流電源8的連接點——中性點引出線與負載R相連； 第三種電源結構是雙電源結構，第一低壓直流電源7和第一高壓直流電源9并 聯設置。
本實施方式采用的電源結構為第一種電源結構或第二種電源結構。采用第 一種電源結構時單相功率變換器6如圖1所示，采用第二種電源結構時單相功 率變換器6如圖2所示。
第一高壓直流電源9和第二高壓直流電源10輸出100V 300V的直流電壓， 第一低壓直流電源7和第二低壓直流電源8輸出的電壓為第一高壓直流電源9 的1/5 1/3。
本發明所述的功率變換器把PWM功率變換器與線性功率變換器結合起來， 是一種混合式的功率變換器，可根據電流或電壓指令控制混合式功率變換器在 線性放大模式與PWM放大模式之間相互切換，具體方法為
功率變換器線性輸出的控制方法使能運算放大器5，并輸入連續的模擬信 號，獲得功率變換器的線性輸出。此時，第一高壓直流電源9和第二高壓直流 電源10不參與工作，第一可控開關1和第二可控開關2不工作；第一低壓直流 電源7和第二低壓直流電源8參與工作，第三可控開關3和第四可控開關4工 作于線性放大狀態，即工作在放大區。運算放大器5輸入模擬信號，功率變換 器輸出線性放大的模擬信號。功率變換器PWM輸出的控制方法使能運算放大器5 ，并輸入PWM控制 信號，同時，第一可控開關1和第二可控開關2的控制端輸入PWM控制信號， 獲得功率變換器的PWM輸出。此時第一低壓直流電源7、第二低壓直流電源8、 第一高壓直流電源9和第二高壓直流電源10都參與工作，即第一可控開關1、 第二可控開關2、第三可控開關3和第四可控開關4都參與工作，線性放大器中 的第三可控開關3和第四可控開關4處于飽和區，導通；第一可控開關l和第 二可控開關2處于PWM開關狀態，第一可控開關1和第二可控開關2的控制 端輸入PWM控制信號，控制本發明的功率變換器輸出PWM信號驅動電機。
無論是線性輸出時還是PWM輸出時，運算放大器5始終工作，第三可控 開關3和第四可控開關4處于PWM開關狀態(截止區和飽和區)。
當需要電機進行低速精確定位時，選擇功率變換器工作在線性放大模式；
當需要電機進行快速加減速運行時，該功率變換器工作在PWM放大模式 或高斬波頻率的PWM放大模式。選擇什么頻率的PWM放大模式主要取決于 用戶要求的精度等具體情況，PWM放大模式的工作頻率為10kHz 20kHz，高 斬波頻率的PWM放大模式的工作頻率為50kHz 1000kHz。
當需要電機高速精密勻速運行時，選擇功率變換器工作在線性放大模式或 高斬波頻率的PWM放大模式。選擇什么模式也取決于用戶的具體要求。
本實施方式所述的單相功率變換器6的輸出端接LC型二階濾波器，實現 低通濾波功能。
具體實施方式
二下面結合圖3說明本實施方式，本實施方式所述具有線 性輸出和PWM輸出的混合式功率變換器為雙電源結構的單相功率變換器，它 包括兩個單相功率變換器6，兩個單相功率變換器6的高壓直流電源正極接入端 連接在一起，兩個單相功率變換器6的低壓直流電源正極接入端連接在一起， 兩個單相功率變換器6的低壓直流電源負極接入端連接在一起，兩個單相功率 變換器6的高壓直流電源負極接入端連接在一起，兩個單相功率變換器6的輸 出端作為具有線性輸出和PWM輸出的混合式功率變換器的兩個輸出端，所述 兩個輸出端分別接負載R的兩端，
12單相功率變換器6包括線性放大器、第一可控開關l、第二可控開關2、第 一二極管Dl和第二二極管D2，
線性放大器包括第三可控開關3、第四可控開關4和運算放大器5，第三可 控開關3的正極端為線性放大器的正極端，第三可控開關3的負極端與第四可 控開關4的正極端相連，第四可控開關4的負極端為線性放大器的負極端，第 三可控開關3的控制端與第四可控開關4的控制端同時與運算放大器5的輸出 端相連，
第一可控開關1的正極端為高壓直流電源正極接入端，第一可控開關1的 負極端連接線性放大器的正極端，第一可控開關1的負極端同時還與第一二極 管D1的負極端相連，第一二極管D1的正極端為低壓直流電源正極接入端，線 性放大器的負極端連接第二可控開關2的正極端，線性放大器的負極端同時還 與第二二極管D2的正極端相連，第二二極管D2的負極端為低壓直流電源負極 接入端，第二可控開關2的負極端為高壓直流電源負極接入端，
第三可控開關3的負極端與第四可控開關4的正極端的連接點引出線作為 單相功率變換器6的輸出端。
本實施方式中第一可控開關l、第二可控開關2、第三可控開關3和第四可 控開關4采用自帶反向并聯體二極管的MOSFET、 GTR或IGBT高速半導體功 率器件。
本實施方式功率變換器采用的電源結構為第三種電源結構。可根據電流或 電壓指令控制混合式功率變換器在線性放大模式與PWM放大模式之間相互切 換，具體方法與實施方式一中相同。在本實施方式中兩個單相功率變換器6共 計有兩個第一可控開關1和兩個第二可控開關2，控制它們交臂交替導通，即一 個單相功率變換器6的第一可控開關1和另一個單相功率變換器6的第二可控 開關2同時導通，過時間t后截止，另一對同時導通，交替進行。
本實施方式所述的多相功率變換器的輸出端接LC型二階濾波器，實現低 通濾波功能。
具體實施方式
三下面結合圖4、圖5說明本實施方式，本實施方式所述具有線性輸出和PWM輸出的混合式功率變換器為多相功率變換器，包括n個單 相功率變換器6， n個單相功率變換器6串聯設置，n為自然數，且n》3，
單相功率變換器6包括線性放大器、第一可控開關l、第二可控開關2、第 一二極管Dl和第二二極管D2，
線性放大器包括第三可控開關3、第四可控開關4和運算放大器5，第三可 控開關3的正極端為線性放大器的正極端，第三可控開關3的負極端與第四可 控開關4的正極端相連，第四可控開關4的負極端為線性放大器的負極端，第 三可控開關3的控制端與第四可控開關4的控制端同時與運算放大器5的輸出 端相連，
第一可控開關1的正極端為高壓直流電源正極接入端，第一可控開關1的 負極端連接線性放大器的正極端，第一可控開關1的負極端同時還與第一二極 管D1的負極端相連，第一二極管D1的正極端為低壓直流電源正極接入端，線 性放大器的負極端連接第二可控開關2的正極端，線性放大器的負極端同時還 與第二二極管D2的正極端相連，第二二極管D2的負極端為低壓直流電源負極 接入端，第二可控開關2的負極端為高壓直流電源負極接入端，
第三可控開關3的負極端與第四可控開關4的正極端的連接點引出線作為 單相功率變換器6的輸出端接負載R的一端，負載R的另一端接電源的中性點。
本實施方式中第一可控開關l、第二可控開關2、第三可控開關3和第四可 控開關4采用自帶反向并聯體二極管的MOSFET、 GTR或IGBT高速半導體功 率器件。
本實施方式的采用的電源結構為第一種電源結構或第二種電源結構。采用 第一種電源結構時多相功率變換器如圖4所示，采用第二種電源結構時多相功 率變換器如圖5所示。可根據電流或電壓指令控制混合式功率變換器在線性放 大模式與PWM放大模式之間相互切換，具體方法與實施方式一中相同?？刂?多相功率變換器與控制單相功率變換器的不同之處在于每相不同時觸發，如n=3 時，為三相功率變換器，三相之間的電流、電壓相位互差120° 。
本實施方式所述的多相功率變換器的輸出端接LC型二階濾波器，實現低通濾波功能。
具體實施方式
四下面結合圖6說明本實施方式，本實施方式所述具有線 性輸出和PWM輸出的混合式功率變換器為多相功率變換器，它包括2n個單相 功率變換器6， 2n個單相功率變換器6串聯設置，2n個單相功率變換器6分成 n組變換器，每組變換器由相鄰的兩個單相功率變換器6組成，所述兩個單相功 率變換器6的輸出端作為一相的兩個輸出端，所述兩個輸出端分別接一個負載 R的兩端，n為自然數，且n》3，
單相功率變換器6包括線性放大器、第一可控開關l、第二可控開關2、第 一二極管Dl和第二二極管D2，
線性放大器包括第三可控開關3、第四可控開關4和運算放大器5，第三可 控開關3的正極端為線性放大器的正極端，第三可控開關3的負極端與第四可 控開關4的正極端相連，第四可控開關4的負極端為線性放大器的負極端，第 三可控開關3的控制端與第四可控開關4的控制端同時與運算放大器5的輸出 端相連，
第一可控開關1的正極端為高壓直流電源正極接入端，第一可控開關1的 負極端連接線性放大器的正極端，第一可控開關1的負極端同時還與第一二極 管D1的負極端相連，第一二極管D1的正極端為低壓直流電源正極接入端，線 性放大器的負極端連接第二可控開關2的正極端，線性放大器的負極端同時還 與第二二極管D2的正極端相連，第二二極管D2的負極端為低壓直流電源負極 接入端，第二可控開關2的負極端為高壓直流電源負極接入端，
第三可控開關3的負極端與第四可控開關4的正極端的連接點引出線作為 單相功率變換器6的輸出端。
本實施方式中第一可控開關l、第二可控開關2、第三可控開關3和第四可 控開關4采用自帶反向并聯體二極管的MOSFET、 GTR或IGBT高速半導體功 率器件。
本實施方式采用的電源結構為第三種電源結構?？筛鶕娏骰螂妷褐噶羁?制混合式功率變換器在線性放大模式與PWM放大模式之間相互切換，具體方
15法與實施方式一中相同?？刂贫嘞喙β首儞Q器與控制單相功率變換器的不同之 處在于每相不同時觸發，如!1=3時，為三相功率變換器，三相之間的電流、電
壓相位互差120。。
本實施方式所述的多相功率變換器的輸出端接LC型二階濾波器，實現低 通濾波功能。
權利要求
1、具有線性輸出和PWM輸出的混合式功率變換器，其特征在于它包括線性放大器、第一可控開關(1)、第二可控開關(2)、第一二極管D1和第二二極管D2，線性放大器包括第三可控開關(3)、第四可控開關(4)和運算放大器(5)，第三可控開關(3)的正極端為線性放大器的正極端，第三可控開關(3)的負極端與第四可控開關(4)的正極端相連，第四可控開關(4)的負極端為線性放大器的負極端，第三可控開關(3)的控制端與第四可控開關(4)的控制端同時與運算放大器(5)的輸出端相連，第一可控開關(1)的正極端為高壓直流電源正極接入端，第一可控開關(1)的負極端連接線性放大器的正極端，第一可控開關(1)的負極端同時還與第一二極管D1的負極端相連，第一二極管D1的正極端為低壓直流電源正極接入端，線性放大器的負極端連接第二可控開關(2)的正極端，線性放大器的負極端同時還與第二二極管D2的正極端相連，第二二極管D2的負極端為低壓直流電源負極接入端，第二可控開關(2)的負極端為高壓直流電源負極接入端，第三可控開關(3)的負極端與第四可控開關(4)的正極端的連接點引出線作為具有線性輸出和PWM輸出的混合式功率變換器的輸出端。
2、 根據權利要求1所述的具有線性輸出和PWM輸出的混合式功率變換器，其特征在于第一可控開關(1)、第二可控開關(2)、第三可控開關(3)和第四可控開關(4)采用自帶反向并聯體二極管的MOSFET、 GTR或IGBT高速半導體功率器件。
3、 具有線性輸出和PWM輸出的混合式功率變換器，其特征在于它包括兩個單相功率變換器(6)，兩個單相功率變換器(6)的高壓直流電源正極接入端連接在一起，兩個單相功率變換器(6)的低壓直流電源正極接入端連接在一起，兩個單相功率變換器(6)的低壓直流電源負極接入端連接在一起，兩個單相功率變換器(6)的高壓直流電源負極接入端連接在一起，兩個單相功率變換器(6)的輸出端作為具有線性輸出和PWM輸出的混合式功率變換器的兩個輸單相功率變換器(6)包括線性放大器、第一可控開關(1)、第二可控開關(2)、第一二極管D1和第二二極管D2，線性放大器包括第三可控開關(3)、第四可控開關(4)和運算放大器(5)，第三可控開關(3)的正極端為線性放大器的正極端，第三可控開關(3)的負極端與第四可控開關(4)的正極端相連，第四可控開關(4)的負極端為線性放大器的負極端，第三可控開關(3)的控制端與第四可控開關(4)的控制端同時與運算放大器(5)的輸出端相連，第一可控開關(l)的正極端為高壓直流電源正極接入端，第一可控開關(l)的負極端連接線性放大器的正極端，第一可控開關(1)的負極端同時還與第一二極管D1的負極端相連，第一二極管D1的正極端為低壓直流電源正極接入端,線性放大器的負極端連接第二可控開關(2)的正極端，線性放大器的負極端同時還與第二二極管D2的正極端相連，第二二極管D2的負極端為低壓直流電源負極接入端，第二可控開關(2)的負極端為高壓直流電源負極接入端，第三可控開關(3)的負極端與第四可控開關(4)的正極端的連接點引出線作為單相功率變換器(6)的輸出端。
4、 根據權利要求3所述的具有線性輸出和PWM輸出的混合式功率變換器，其特征在于第一可控開關(1)、第二可控開關(2)、第三可控開關(3)和第四可控開關(4)采用自帶反向并聯體二極管的MOSFET、 GTR或IGBT高速半導體功率器件。
5、 具有線性輸出和PWM輸出的混合式功率變換器，其特征在于它包括n個單相功率變換器(6)， n個單相功率變換器(6)串聯設置，n為自然數，且單相功率變換器(6)包括線性放大器、第一可控開關(1)、第二可控開關(2)、第一二極管D1和第二二極管D2，線性放大器包括第三可控開關(3)、第四可控開關(4)和運算放大器(5)，第三可控開關(3)的正極端為線性放大器的正極端，第三可控開關(3)的負極端與第四可控開關(4)的正極端相連，第四可控開關(4)的負極端為線性 放大器的負極端，第三可控開關(3)的控制端與第四可控開關(4)的控制端 同時與運算放大器(5)的輸出端相連，第一可控開關(1)的正極端為高壓直流電源k極接入端，第一可控開關(1)的負極端連接線性放大器的正極端，第一可控開關(1)的負極端同時還與第一 二極管D1的負極端相連，第一二極管D1的正極端為低壓直流電源正極接入端， 線性放大器的負極端連接第二可控開關(2)的正極端，線性放大器的負極端同 時還與第二二極管D2的正極端相連，第二二極管D2的負極端為低壓直流電源 負極接入端，第二可控開關(2)的負極端為高壓直流電源負極接入端，第三可控開關(3)的負極端與第四可控開關(4)的正極端的連接點引出 線作為單相功率變換器(6)的輸出端。
6、 根據權利要求5所述的具有線性輸出和PWM輸出的混合式功率變換器， 其特征在于第一可控開關(1)、第二可控開關(2)、第三可控開關(3)和第 四可控開關(4)采用自帶反向并聯體二極管的MOSFET、 GTR或IGBT高速 半導體功率器件。
7、 具有線性輸出和PWM輸出的混合式功率變換器，其特征在于它包括 2n個單相功率變換器(6)， 2n個單相功率變換器(6)串聯設置，2n個單相功 率變換器(6)分成n組變換器，每組變換器由相鄰的兩個單相功率變換器(6) 組成，所述相鄰的兩個單相功率變換器(6)的輸出端作為一相的兩個輸出端， n為自然數，且n》3，單相功率變換器(6)包括線性放大器、第一可控開關(1)、第二可控開關 (2)、第一二極管D1和第二二極管D2，線性放大器包括第三可控開關(3)、第四可控開關(4)和運算放大器(5)， 第三可控開關(3)的正極端為線性放大器的正極端，第三可控開關(3)的負 極端與第四可控開關(4)的正極端相連，第四可控開關(4)的負極端為線性 放大器的負極端，第三可控開關(3)的控制端與第四可控開關(4)的控制端 同時與運算放大器(5)的輸出端相連，第一可控開關(1 )的正極端為高壓直流電源正極接入端，第一可控開關(1 ) 的負極端連接線性放大器的正極端，第一可控開關(1)的負極端同時還與第一二極管D1的負極端相連，第一二極管D1的正極端為低壓直流電源正極接入端， 線性放大器的負極端連接第二可控開關(2)的正極端，線性放大器的負極端同 時還與第二二極管D2的正極端相連，第二二極管D2的負極端為低壓直流電源 負極接入端，第二可控開關(2)的負極端為高壓直流電源負極接入端，第三可控開關(3)的負極端與第四可控開關(4)的正極端的連接點引出 線作為單相功率變換器(6)的輸出端。
8、根據權利要求7所述的具有線性輸出和PWM輸出的混合式功率變換器， 其特征在于第一可控開關(1)、第二可控開關(2)、第三可控開關(3)和第 四可控開關(4)采用自帶反向并聯體二極管的MOSFET、 GTR或IGBT高速 半導體功率器件。
全文摘要
具有線性輸出和PWM輸出的混合式功率變換器，屬于電機控制領域，本發明為解決功率變換器無法把線性輸出的功率變換器和PWM輸出的功率變換器有效的結合在一起的問題。本發明提供的第一種單相功率變換器，串聯設置的四個可控開關的兩端分別接高壓電源正負極，中間兩個可控開關控制端同時與運算放大器輸出端相連，兩個二極管的一端分別與低壓電源正負極相連，另一端與線性放大器正負極端相連，n個所述第一種單相功率變換器串聯設置組成多相功率變換器。第二種單相功率變換器由兩個第一種單相功率變換器組成，兩個第一種單相功率變換器的四個輸入端對應相連，兩個輸出端分別負載的一端。由n個第二種單相功率變換器串聯設置組成多相功率變換器。
文檔編號H02P27/08GK101582679SQ20091007238
公開日2009年11月18日 申請日期2009年6月26日 優先權日2009年6月26日
發明者劉奉海, 劉日忠, 寇寶泉 申請人:哈爾濱工業大學