微功耗清洁能源存贮系统
7.1 直流逆变器工作原理
图11是微功耗直流逆变器工作原理示意图，工作过程如下。
⑴ 正弦波前10ms面积沿Y轴N等分，此处以4等分为例。
⑵ 每个等分以下底为一边作4个长方形，堆累成塔形如图示。
⑶ 利用电容网络由输入直流电压产生塔形波，这是实施直流逆变的第一步。
⑷ 用正弦波从内部切割此塔形，正弦波的幅值选择原则，是使得正弦波在内部刚好和塔形波的直角边相切。
⑸ 塔形波被切去多余部份后的实体正弦波，刚好是输出的正弦波电压Va。
⑹ 塔形波切下来的多余部份打散、揉合，变换成正弦波电压Vb，与前述Va同时输出，产生输出电压Vo的前10ms波形。
⑺ 正弦波后10ms处理方法同上，产生输出电压Vo的后10ms波形。
图11 直流逆变器工作原理示意图
7.2 四阶塔形波产生电路
塔形波产生电路，实际上是一个电容升压网络，图12是4阶塔形波产生电路，为了简化说明，以电源V3、V5、V7、V9、V11、V13、V15、V17代表网络电容上的电压。图12中，MOS管Q4、Q6、Q8、Q10等组成4阶电容网络的正臂，MOS管Q2、Q5、Q7、Q9等组成4阶电容网络的负臂，其中Q6、Q5、V7、V9、D3、D4组成了电容网络的一阶，从下到上阶数递增。有关电容升压网络，参考文献[4]、[5]。
图12 塔形波(4阶)产生电路
前10ms，电容网络的正臂启动，各阶MOS管栅极驱动信号导通时间随阶数增加按每次2ms递减，各阶贴片电感MOS管栅极驱动信号延时时间按每次1ms递增，第一阶MOS管Q10的驱动信号V16的导通时间为10ms，延时时间为0ms，依此类推。Q1、Q3栅极所加驱动信号是周期20ms的等幅方波电压，前10ms期间，Q1饱和导通。在V16高电平期间(脉宽10ms，延时0ms),Q10饱和导通，V15上的电压通过Q10的漏源极、D2、Q1的漏源极，在负载电阻R1上产生持续时间10ms、幅值为V15的方形电压S1;在V12高电平期间(脉宽8ms，延时1ms),Q8饱和导通，V11上的电压通过Q8的漏源极、D6、Q1的漏源极，在负载电阻R1上产生持续时间8ms、幅值为V11的方形电压S2，S2左右对称地堆在S1之上;在V8高电平期间(脉宽6ms，延时2ms),Q6饱和导通，V7上的电压通过Q6的漏源极、D3、Q1的漏源极，在负载电阻R1上产生持续时间6ms、幅值为V7的方形电压S3，S3左右对称地堆在S2之上;在V4高电平期间(脉宽4ms，延时3ms),Q4饱和导通，V3上的电压通过Q4的漏源极、D1、Q1的漏源极，在负载电阻R1上产生持续时间4ms、幅值为V3的方形电压S4，S4左右对称地堆在S3之上;在共模电感器前10ms到来的最后时刻，在负载电阻R1上形成S1在下、S4在上、持续时间递减的宝塔波电压。
后10ms期间，电容网络的负臂启动，同样道理，在负载电阻R1上形成S1在上、S4在下、持续时间递减的负方向宝塔波电压。20ms到来的最后时刻，在电阻R1上形成了一个完整的宝塔波电压，图12右边是所产生的宝塔波电压的仿真波形。
7.3 宝塔波驱动信号产生电路
图13是16阶微功耗微分逆变器驱动信号的实际电路，电路由4片16个LM339比较器组成，参考电压V2是直流电压，阻值相同的16个电阻串联后与V2并联，16个比较器的反相端顺序、依次接在串联电阻上，第1个比较器接1个电阻，第2个比较器接2个电阻，余类推如图8。另有交流参考电压V1，全波整流后直接接到每一个比较器的同相输入端，同时设交流、直流参考电压V1、V2的幅值都是16V。
图13逆变器(16阶)宝塔波电压驱动信号实际电路
前10ms，当交流参考电压V1的幅值小于1V时，没有一个比较器的同相端电压大于反相端电压，所有比较器都输出低电平。当V1的幅值大于等于1V时，第1个比较器的同相端电压大于其反相端电压，输出高电平。当V1的幅值大于等于2V时，第2个比较器的同相端电压大于其反相端电压，输出高电平，其余类推。当最后一个，即第16个比较器输出高电平以后，交流参考电压V1将到达极值，随着时间的推移，V1将下降。当交流参考电压V1的幅值下降到小于16V时，第16个比较器的同相端电压小于其反相端电压，其输出端电压产生负跳变，电压由高变低，产生了第1个、也是持续时间最短的脉冲信号。当交流参考电压V1的幅值下降到小于15V时，第15个比较器的同相端电压小于其反相端电压，其输出端电压产生负跳变，电压由高变低，产生了第2个脉冲信号，其余类推。当交流参考电压V1的幅值下降到小于1V时，第1个比较器的同相端电压小于其反相端电压，其输出端电压产生负跳变，电压由高变低，产生了第16个、也是最后1个、同时是持续时间最长的脉冲信号。当第二个10ms到来的时候，重复上述工作过程。所产生的16个持续时间由短到长的脉冲驱动信号，也就是形成宝塔电压的各个微分电压，参考图14的仿真波形。平面变压器厂家 | 平面电感厂家
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