一种逆变功率锯齿源装置及控制方法

1.本发明涉及电子技术领域，尤其涉及一种逆变功率锯齿源装置及控制方法。


背景技术：

2.电源是现代通信、航空航天、生物技术、计算机等高科技领域内电子设备的动力支撑，它是电子设备最重要的部分。目前，电源产业正成为电子制造业的焦点，随着大规模集成电路的出现，特别是超大规模集成电路和超高速集成电路的发展，各种电子设备的体积显著减小，迫切需要为电子设备提供能量的电源具有小体积高功率密度、高可靠、高效率的特点，而且能够输出低电压大电流。但传统的线性电源系统无论从体积、效率、性能以及可靠性等方面己无法满足应用需求。
3.目前，能够满足上述要求的电源包括锯齿波输出装置，锯齿波输出装置的工作原理是通过一个恒流源对电容进行充电，利用开关电路使得电容快速放电从而产生锯齿波信号。但目前的锯齿波输出装置只能输出锯齿波信号，并不能输出带功率的锯齿波信号，无法作为带功率的电源进行使用，并且电容的充放电阶段时间较长，输出的锯齿波效率较低，也不稳定。


技术实现要素：

4.本发明实施例提供一种逆变功率锯齿源装置及控制方法。
5.根据本发明第一方面，提供了一种逆变功率锯齿源装置，所述装置包括辅助电源、控制器、第一逆变锯齿模块、第二逆变锯齿模块、直流主电源、锯齿输出控制模块和负载，所述第一逆变锯齿模块包括第一锯齿上升电路、第一锯齿电容和第一锯齿下降电路，所述第二逆变锯齿模块包括第二锯齿上升电路、第二锯齿电容和第二锯齿下降电路；所述辅助电源与所述控制器相连接，用于给所述控制器供电；所述控制器的输出端分别与所述第一锯齿上升电路的输入端、所述第一锯齿下降电路的输入端、所述第二锯齿上升电路的输入端和所述第二锯齿下降电路的输入端连接，用于输出第一驱动脉冲至所述第一锯齿上升电路，输出第二驱动脉冲至所述第二锯齿下降电路、输出第三驱动脉冲至所述第一锯齿下降电路以及输出第四驱动脉冲至所述第二锯齿上升电路；所述控制器的输出端还与所述锯齿输出控制模块连接，还用于在输出所述第二驱动脉冲至所述第二锯齿下降电路的情况下同时输出第五驱动脉冲至所述锯齿输出控制模块，并用于在输出所述第三驱动脉冲至所述第一锯齿下降电路的情况下输出第五驱动脉冲至所述锯齿输出控制模块；其中，所述第一驱动脉冲、所述第二驱动脉冲、所述第三驱动脉冲、所述第四驱动脉冲以及所述第五驱动脉冲为同步脉冲；所述第一驱动脉冲、所述第二驱动脉冲、所述第三驱动脉冲、所述第四驱动脉冲以及所述第五驱动脉冲为所述控制器周期性的按设定的时间间隔分布产生的同步脉冲；所述第一锯齿上升电路的输入端与所述直流主电源以及所述控制器的输出端连接，所述第一锯齿上升电路的输出端与所述第一锯齿电容连接；所述第一锯齿下降电路的输入端与所述控制器的输出端连接以及所述第一锯齿电容相连，所述第一锯齿下降电路的输出端与直
流主电源连接；所述第一锯齿电容的一端与所述第一锯齿上升电路的输出端、所述第一锯齿下降电路的输入端以及所述锯齿输出控制模块连接，所述第一锯齿电容的另一端接地；所述第二锯齿上升电路的输入端与所述直流主电源以及所述控制器连接，所述第二锯齿上升电路的输出端与所述第二锯齿电容连接；所述第二锯齿下降电路的输入端与所述控制器连接以及所述第二锯齿电容连接，所述第二锯齿下降电路的输出端与直流主电源连接；所述第二锯齿电容的一端与所述第二锯齿上升电路的输出端、所述第二锯齿下降电路的输入端以及所述锯齿输出控制模块连接，所述第二锯齿电容的另一端接地；所述直流主电源的一端分别与所述第一锯齿上升电路的输入端、所述第一锯齿下降电路的输出端、所述第二锯齿上升电路输入端和所述第二锯齿下降电路的输出端连接，所述直流主电源的另一端接地，用于给所述第一锯齿上升电路和所述第二锯齿上升电路提供能量；所述锯齿输出控制模块的输入端与所述第一锯齿电容和所述第二锯齿电容进行连接，所述锯齿输出控制模块的输出端与所述负载连接，用于输出逆变功率锯齿源；所述负载的一端与所述锯齿输出控制模块的输出端连接，所述负载的另一端接地。
6.根据本发明一实施方式，所述第一驱动脉冲和所述第四驱动脉冲相差180
°
，所述第二驱动脉冲和所述第三驱动脉冲相差180
°
。
7.根据本发明一实施方式，所述第一锯齿上升电路、所述第一锯齿下降电路、所述第二锯齿上升电路以及所述第二锯齿下降电路为逆变电路。
8.根据本发明一实施方式，所述逆变电路包括两个功率管、一个电感及两个二极管。
9.根据本发明一实施方式，所述锯齿输出控制模块包括功率管。
10.根据本发明一实施方式，所述控制器包括现场可编辑门阵列芯片。
11.根据本发明第二方面，还提供了一种逆变功率锯齿源装置的控制方法，所述控制方法应用于上述逆变功率锯齿源装置，所述控制方法包括：操作1：直流主电源和辅助电源开启，进入操作2；操作2：控制器产生周期性的按适当时间间隔分布的五路同步脉冲第一驱动脉冲、第二驱动脉冲、第三驱动脉冲、第四驱动脉冲、第五驱动脉冲，进入操作3；操作3：同步脉冲第一驱动脉冲到来，第一锯齿上升电路和第二锯齿下降电路同时开始各自工作，进行能量转移；第一逆变锯齿模块的第一锯齿上升电路在所述控制器设定同步脉冲第一驱动脉冲控制下工作，脉冲上升沿处所述直流主电源的能量开始转移储存到所述第一锯齿上升电路，所述控制器根据系统预设能量，输出脉冲下降沿结束能量转移，进入操作4；所述第一逆变锯齿模块的第一锯齿下降电路的工作保持；第二逆变锯齿模块的第二锯齿上升电路的工作保持；第二逆变锯齿模块的第二锯齿下降电路由控制器启动，将能量转移回到所述直流主电源，第二锯齿电容放电；锯齿输出控制模块的工作保持；操作4：同步脉冲第二驱动脉冲、第五驱动脉冲到来，所述第一锯齿上升电路、所述第一锯齿下降电路、所述锯齿输出控制模块同时开始各自工作，进行能量转移，其余并行工作状态保持；所述第一逆变锯齿模块的第一锯齿上升电路由控制器启动，将能量转移到第一锯齿电容，形成第一逆变功率锯齿波信号上升沿；当所述第一锯齿上升电路能量全部转移到所述第一锯齿电容时，进入操作5；所述第一逆变锯齿模块的第一锯齿下降电路的工作保持；所述第二逆变锯齿模块的第二锯齿上升电路的工作保持；所述第二逆变锯齿模块的第二锯齿上升电路在所述控制器设定同步脉冲第二驱动脉冲控制下工作，脉冲上升沿处所述第二锯齿电容能量开始转移储存到所述第二锯齿下降电路，控制器根据系统预设能量，输出脉冲下降沿结束能量转移；所述锯
齿输出控制模块在所述控制器设定同步脉冲第五驱动脉冲控制下工作，输出逆变功率锯齿源，当输出逆变功率锯齿源达到设定宽度时，控制器启动停止输出控制；操作5：同步脉冲第三驱动脉冲、第五驱动脉冲到来，所述第一锯齿下降电路、所述第二锯齿上升电路、所述锯齿输出控制模块同时开始各自工作，进行能量转移，其余并行工作状态保持；所述第一逆变锯齿模块的第一锯齿上升电路的工作保持；所述第一逆变锯齿模块的第一锯齿下降电路在所述控制器设定同步脉冲第三驱动脉冲控制下工作，脉冲上升沿处所述第一锯齿电容能量开始转移储存到所述第一锯齿下降电路，当所述第一锯齿电容能量全部转移到所述第一锯齿下降电路时，进入操作6；所述第二逆变锯齿模块的第二锯齿上升电路由控制器启动，将能量转移到所述第二锯齿电容，形成第二逆变功率锯齿波信号上升沿；所述第二逆变锯齿模块的第二锯齿下降电路的工作保持；所述锯齿输出控制模块在所述控制器设定同步脉冲第五驱动脉冲控制下工作，输出逆变功率锯齿源，当输出逆变功率锯齿源到设定宽度时，所述控制器启动停止输出控制；操作6：同步脉冲第四驱动脉冲到来，所述第一锯齿下降电路、所述第二锯齿上升电路同时开始各自工作，进行能量转移；所述第一逆变锯齿模块的第一锯齿上升电路的工作保持；所述第一逆变锯齿模块的第一锯齿下降电路由控制器启动，将能量转移回到所述直流主电源，所述第一锯齿电容放电，返回操作2；所述第二逆变锯齿模块的第二锯齿上升电路在控制器设定同步脉冲第四驱动脉冲控制下工作，脉冲上升沿处所述直流主电源的能量开始转移储存到第二锯齿上升电路，控制器根据系统预设能量，输出脉冲下降沿结束能量转移；所述第二逆变锯齿模块的第二锯齿下降电路的工作保持；所述锯齿输出控制模块的工作保持。
12.根据本发明第三方面，还提供了一种逆变功率锯齿源装置的控制装置，其特征在于，所述控制装置包括处理器和存储器，所述存储器中存储有至少一条指令，所述指令由所述处理器加载并执行以实现如上述第二方面所述的控制方法所执行的操作。根据本发明第四方面，提供了一种逆变单元，所述逆变单元包括上述逆变功率锯齿源装置。
13.根据本发明第五方面，提供了一种逆变器，所述逆变器包括上述逆变单元。
14.本发明实施例逆变功率锯齿源装置，通过将直流主电源、两路功能相同的逆变锯齿模块、锯齿输出控制模块及控制器等交错并联，并通过控制器向两路逆变锯齿模块周期性输出具有设定时间间隔分布的同步驱动脉冲来实现逆变功率锯齿源由两路逆变锯齿模块交替输出，并同时由控制器输出同步脉冲至锯齿输出控制模块来控制锯齿输出模块交替获取两路逆变锯齿模块的逆变功率锯齿波信号的上升沿来输出连续性的逆变功率锯齿源，保证在驱动脉冲的正负半周内，锯齿电容的充电与放电互不影响，提高了逆变功率锯齿源的输出功率，实现了两路逆变锯齿模块的软开关的软切换导通，减小了开关损耗，降低了成本，提高了逆变功率锯齿源输出的稳定性。
15.需要理解的是，本发明的教导并不需要实现上面所述的全部有益效果，而是特定的技术方案可以实现特定的技术效果，并且本发明的其他实施方式还能够实现上面未提到的有益效果。
附图说明
16.通过参考附图阅读下文的详细描述，本发明示例性实施方式的上述以及其他目的、特征和优点将变得易于理解。在附图中，以示例性而非限制性的方式示出了本发明的若
干实施方式，其中：
17.在附图中，相同或对应的标号表示相同或对应的部分。
18.图1示出了本发明实施例逆变功率锯齿源装置的电路原理图；
19.图2示出了本发明实施例逆变功率锯齿源装置的逆变锯齿模块的结构框图；
20.图3示出了本发明实施例逆变功率源装置的第一逆变锯齿模块的电路原理图；
21.图4示出了本发明实施例逆变锯齿模块的驱动脉冲、锯齿电容的逆变功率锯齿波信号以及逆变功率锯齿源的对应关系图；
22.图5示出了本发明实施例逆变锯齿模块的驱动脉冲与锯齿电容的逆变功率锯齿波信号的对应关系图；
23.图6示出了本发明实施例锯齿输出控制模块的驱动脉冲与逆变功率锯齿源的对应关系图。
具体实施方式
24.下面将参考若干示例性实施方式来描述本发明的原理和精神。应当理解，给出这些实施方式仅仅是为使本领域技术人员能够更好地理解进而实现本发明，而并非以任何方式限制本发明的范围。相反，提供这些实施方式是为使本发明更加透彻和完整，并能够将本发明的范围完整地传达给本领域的技术人员。
25.下面结合附图和具体实施例对本发明的技术方案进一步详细阐述。
26.图1示出了本发明实施例逆变功率锯齿源装置的电路原理图。
27.参考图1，本发明实施例逆变功率锯齿源装置10包括：辅助电源ea、控制器kp、第一逆变锯齿模块m1、第二逆变锯齿模块m2、直流主电源ep、锯齿输出控制模块ks和负载rs，第一逆变锯齿模块m1包括第一锯齿上升电路sr1、第一锯齿电容和第一锯齿下降电路sd1，第二逆变锯齿模块m2包括第二锯齿上升电路sr2、第二锯齿电容和第二锯齿下降电路sd2；辅助电源ea与控制器kp相连接，用于给控制器kp供电；控制器kp的输出端分别与第一锯齿上升电路sr1的输入端、第一锯齿下降电路sd1的输入端、第二锯齿上升电路sr2的输入端和第二锯齿下降电路sd2的输入端连接，用于输出第一驱动脉冲至第一锯齿上升电路sr1，输出第二驱动脉冲至第二锯齿下降电路sd2、输出第三驱动脉冲至第一锯齿下降电路sd1以及输出第四驱动脉冲至第二锯齿上升电路sr2；控制器kp的输出端还与锯齿输出控制模块ks连接，还用于在第二驱动脉冲至第二锯齿下降电路sd2的情况下同时输出第五驱动脉冲至锯齿输出控制模块ks，并用于在输出第三驱动脉冲至第一锯齿下降电路sd1的情况下输出第五驱动脉冲至锯齿输出控制模块ks；其中，第一驱动脉冲、第二驱动脉冲、第三驱动脉冲、第四驱动脉冲以及第五驱动脉冲为同步脉冲；第一驱动脉冲、第二驱动脉冲、第三驱动脉冲、第四驱动脉冲以及所述第五驱动脉冲为控制器kp周期性的按设定的时间间隔分布产生的同步脉冲；第一锯齿上升电路sr1的输入端与直流主电源ep以及控制器kp的输出端连接，第一锯齿上升电路sr1的输出端与第一锯齿电容连接；第一锯齿下降电路sd1的输入端与控制器kp的输出端连接以及所述第一锯齿电容相连，第一锯齿下降电路sd1的输出端与直流主电源ep连接；第一锯齿电容的一端与第一锯齿上升电路sr1的输出端、第一锯齿下降电路sd1的输入端以及锯齿输出控制模块ks连接，第一锯齿电容的另一端接地；第二锯齿上升电路sr2的输入端与直流主电源ep以及控制器kp连接，第二锯齿上升电路sr2的输出端与第二
锯齿电容连接；第二锯齿下降电路sd2的输入端与控制器kp连接以及所述第二锯齿电容连接，第二锯齿下降电路sd2的输出端与直流主电源ep连接；第二锯齿电容的一端与第二锯齿上升电路sr2的输出端、第二锯齿下降电路sd2的输入端以及锯齿输出控制模块ks连接，第二锯齿电容的另一端接地；直流主电源ep的一端分别与第一锯齿上升电路sr1的输入端、第一锯齿下降电路sd1的输出端、第二锯齿上升电路sr2输入端和第二锯齿下降电路sd2的输出端连接，直流主电源ep的另一端接地，用于给第一锯齿上升电路sr1和第二锯齿上升电路sr2提供能量；锯齿输出控制模块ks的输入端与第一锯齿电容和第二锯齿电容进行连接，锯齿输出控制模块ks的输出端与负载rs连接，用于输出逆变功率锯齿源；负载rs的一端与锯齿输出控制模块ks的输出端连接，负载rs的另一端接地。
28.具体的，第一驱动脉冲、第二驱动脉冲、第三驱动脉冲和第四驱动脉冲为控制器kp按照设定的时间间隔分布周期性发出的四路同步脉冲，四路同步脉冲采用同一个时钟进行计时，由此在控制器kp将四路脉冲分别发送到对应的电路中后，每个电路会在其对应的驱动脉冲处于高电平的时间内进行工作以控制两个逆变锯齿模块的两个锯齿电容各自进行充放电来交错输出逆变功率锯齿波信号，互不影响。并且，控制器还在输出第二驱动脉冲至第二锯齿下降电路sd2的同时输出第五驱动脉冲到锯齿输出控制模块ks来使锯齿输出控制模块ks获取第一锯齿电容vc1的第一逆变功率锯齿波信号上升沿，在控制器输出第三驱动脉冲至第一锯齿下降模块sd1的情况下同时输出第五驱动脉冲到锯齿输出控制模块ks来使锯齿输出控制模块ks获取第二锯齿电容vc2的第二逆变功率锯齿波信号上升沿，最终由锯齿输出控制模块ks输出由第一锯齿电容vc1的第一逆变功率锯齿波信号的上升沿和第二锯齿电容vc2的第二逆变功率锯齿波信号的上升沿交错组成的逆变功率锯齿源。
29.在本发明一实施方式中，第一驱动脉冲和第四驱动脉冲相差180
°
，第二驱动脉冲和第三驱动脉冲相差180
°
。
30.在本发明一实施方式中，第一锯齿上升电路、第一锯齿下降电路、第二锯齿上升电路以及第二锯齿下降电路为逆变电路。
31.具体的，第一锯齿上升电路sr1、第一锯齿下降电路sd1、第二锯齿上升电路sr2、第二锯齿下降电路sd2均为一相同的逆变电路，在接收到控制器发送的驱动脉冲后可以通过控制逆变电路中的充电电感，来实现控制第一锯齿电容vc1和第二锯齿电容vc2的充电和放电。
32.图2示出了本发明实施例逆变功率锯齿源装置的逆变锯齿模块的结构框图。
33.在本发明一实施方式中，逆变电路可以包括两个功率管、一个电感及两个二极管。
34.具体的，参考图2，第一锯齿上升电路可以包括电感l11、开关s11、开关s12、二极管d11以及二极管d12，当开关s11与开关s12同时开通时，可以与电感支路形成回路，电感l11便储存能量；当开关s11与开关s12同时关断时，电感支路与二极管d11、二极管d12形成回路，第一锯齿电容vc1吸收电感l11的能量充电的过程形成锯齿上升波。第一锯齿下降电路可以包括电感l12、开关s13、开关s14、二极管d13以及二极管d14，当开关s13与开关s14同时开通时，第一锯齿电容vc1通过开关s13与开关s14与电感支路形成回路释放能量，此时电感l12存储第一锯齿电容vc1释放的能量，第一锯齿电容vc1放电的过程形成锯齿下降波，当开关s13与开关s14同时关断时，电感支路与二极管d13、二极管d14形成回路，将电感l12储存的能量释放回直流主电源ep中，如此循环往复。
35.进一步的，第二锯齿上升电路sr2和第二锯齿下降电路sd2工作原理同上述，两路逆变锯齿模块交错并联，最终第一锯齿电容vc1的第一逆变功率锯齿波信号上升波以及第二锯齿电容vc2的第二逆变功率锯齿波信号上升波将并联输出到锯齿输出控制模块ks。
36.在本发明一实施方式，逆变锯齿模块包括两个功率管、一个电感以及两个能够实现正向导通作用和反向截止作用的功率管。
37.图3示出了本发明实施例逆变功率源装置的第一逆变锯齿模块的电路原理图。
38.参考图3，第一逆变锯齿模块m1的第一锯齿上升电路包括功率管s11、功率管s12、二极管d11、二极管d12以及电感l11；第一逆变锯齿模块m1的第一锯齿下降电路包括功率管s13、功率管s14、二极管d13、二极管d14以及电感l12，其中，直流主电源连接功率管s11的漏极，控制器信号输出端的连接功率管s11的栅极、功率管s12的栅极、功率管s13的栅极和功率管s14的栅极，功率管s11的源极连接二极管d11的阴极和电感l11的一端，二极管d11的阳极接地，电感l11的另一端连接二极管d12的阳极和功率管s12的漏极，功率管s12的源极接地，二极管d12的阴极连接锯齿电容vc1的输入端、功率管s13的漏极和锯齿输出控制模块ks的输入端，功率管s13的源极连接二极管d13的阴极和电感l12的一端，二极管d13的阳极接地，电感l12的另一端连接二极管d14的阳极和功率管s14的漏极，功率管s14的源极接地，二极管d14的阴极连接直流主电源。
39.进一步的，第二逆变锯齿模块m2的电路原理图与第一逆变锯齿模块的电路原理图相同。
40.需要说明的是，本发明不对第一锯齿上升电路sr1、第一锯齿下降电路sd1、第二锯齿上升电路sr2以及第二锯齿下降电路sd2作具体限定，第一锯齿上升电路sr1只要是能够根据控制器输出的驱动脉冲对第一锯齿电容vc1起到充电作用的逆变电路均可，第一锯齿下降电路sd1只要是能够根据控制器输出的驱动脉冲对第一锯齿电容vc1起到放电作用的逆变电路均可，第二锯齿上升电路sr2只要是能够根据控制器输出的驱动脉冲对第一锯齿电容vc1起到充电作用的逆变电路均可，第二锯齿下降电路sr2只要是能够根据控制器输出的驱动脉冲对第一锯齿电容vc1起到放电作用的逆变电路均可。
41.图4示出了本发明实施例逆变锯齿模块的驱动脉冲、锯齿电容的逆变功率锯齿波信号以及逆变功率锯齿源的对应关系图。
42.参考图4，图4可以看出逆变锯齿模块的驱动脉冲和逆变功率锯齿源的对应关系。具体的，在第一锯齿上升模块sr1，当第一驱动脉冲的脉冲宽度较小时，直流主电源ep到电感l11的能量小，此时第一锯齿电容vc1的第一逆变功率锯齿波信号的幅值低；当同步脉冲第一驱动脉冲的脉冲宽度较大时，直流主电源ep到电感l11的能量多，此时锯齿电容vc1的第一逆变功率锯齿波信号的幅值高，由此，可以通过改变同步脉冲第一驱动脉冲的脉冲宽度来控制电感l11存储能量的大小。在第一锯齿下降模块sd2，同样可以得出电感l12的大小影响着第一锯齿电容vc1放电到电感l12的快慢，因此可以通过改变第三驱动脉冲的脉冲宽度控制第一锯齿电容的第一逆变功率锯齿波信号的下降的程度，当锯齿电容vc1的能量较大时，加大同步脉冲第三驱动脉冲的脉冲宽度，使锯齿电容vc1的能量能够完全转移到电感l12，当锯齿电容vc1的能量较小时，减小同步脉冲第三驱动脉冲的脉冲宽度，就能够保证第一锯齿电容vc1的能量能够完全转移到电感l12的情况下，降低功率管的损耗，提高效率。
43.进一步的，在第二锯齿上升电路sr2和第二锯齿下降电路sd2中，第二驱动脉冲和
第四驱动脉冲的作用原理同上述。
44.由此，两路逆变锯齿模块交错并联，在驱动脉冲的正负半周内，锯齿电容的充电与放电独立进行，互不影响。
45.图5示出了本发明实施例逆变锯齿模块的驱动脉冲与锯齿电容的逆变功率锯齿波信号的对应关系图。
46.在本发明一实施方式中，第一驱动脉冲至少包括脉冲信号pwm1和脉冲信号pwm2、第二驱动脉冲至少包括脉冲信号pwm7和脉冲信号pwm8、第三驱动脉冲至少包括脉冲信号pwm3和脉冲信号pwm4、第四驱动脉冲至少包括脉冲信号pwm5和脉冲信号pwm6；其中，第一驱动脉冲在脉冲信号pwm1和脉冲信号pwm2均为高电平时控制第一锯齿上生电路sr1工作、第二驱动脉冲在脉冲信号pwm1和脉冲信号pwm2均为高电平时控制第二锯齿下降电路sd2工作、第三驱动脉冲在脉冲信号pwm3和脉冲信号pwm4均为高电平时控制第一锯齿下降电路sd1工作、第四驱动脉冲在脉冲信号pwm5和脉冲信号pwm6均为高电平时控制第二锯齿上升电路sr1工作。
47.参考图5，可以看出两路逆变锯齿模块的驱动脉冲与逆变功率锯齿源的关系，具体的，脉冲信号pwm1为用于控制第一锯齿上升模块sr1的开关s11的驱动脉冲，脉冲信号pwm2为控制开关s12的驱动脉冲，当脉冲信号pwm1和脉冲信号pwm2的脉冲宽度较小时，直流主电源ep到电感l11的能量小，此时第一锯齿电容vc1的第一逆变功率锯齿波信号的幅值低；当脉冲信号pwm1和脉冲信号pwm2的脉冲宽度较大时，直流主电源ep到电感l11的能量多，此时第一锯齿电容vc1的第一逆变功率锯齿波信号的幅值高，因此可以通过改变脉冲信号pwm1以及脉冲信号pwm2的脉冲宽度来控制电感l11存储能量的大小。相应的，由图4可以看出电感l12的大小影响着锯齿电容vc1放电到电感l12的快慢，因此通过改变脉冲信号pwm3和脉冲信号pwm4的脉冲宽度控制第一锯齿电容vc1的第一逆变功率锯齿波信号的锯齿下降的程度，当锯齿电容vc1的能量较大时，加大脉冲信号pwm3的脉冲宽度，使第一锯齿电容vc1的能量能够完全转移到电感l12；当第一锯齿电容vc1的能量较小时，减小脉冲信号pwm3的脉冲宽度，保证第一锯齿电容v1的能量能够完全转移到电感l12的情况下，降低mos管的损耗，提高效率。
48.进一步的，在第二锯齿上升电路sr2和第二锯齿下降电路sd2中，脉冲信号pwm5～pwm8的作用原理同上述。
49.由此，两路逆变锯齿模块交错并联，在驱动脉冲的作用下，锯齿电容的充电与放电独立进行，互不影响。
50.在本发明的一实施方式中，锯齿输出控制模块ks包括功率管。
51.具体的，锯齿输出控制模块ks由功率管组成，在控制器kp的控制下，可以受控制器kp输出的第二驱动脉冲的同时输出第五驱动脉冲控制来获取第一锯齿电容逆变功率锯齿波信号的上升沿，并根据控制器kp输出的第三驱动脉冲的同时输出第五驱动脉冲来实现获取第二锯齿电容逆变功率锯齿波信号的上升沿得到逆变功率锯齿源。
52.图6示出了本发明实施例锯齿输出控制模块的驱动脉冲与逆变功率锯齿源的对应关系图。
53.在本发明一实施方式中，第五驱动脉冲包括脉冲信号pwm9和pwm10，脉冲信号pwm9处于高电平时用于控制锯齿输出控制模块ks获取第一锯齿电容vc1的第一逆变功率锯齿波
信号的上升沿，脉冲信号pwm10处于高电平时用于控制锯齿输出控制模块ks获取第二锯齿电容vc2的第二逆变功率锯齿波信号的上升沿。
54.具体的，参考图6，可以看出，锯齿输出控制模块ks的驱动脉冲和逆变功率锯齿源的对应关系，脉冲信号pwm9用于控制锯齿输出控制模块ks获取第一锯齿电容vc1的第一逆变功率锯齿波信号的上升沿，脉冲信号pwm10用于控制锯齿输出控制模块ks获取第二锯齿电容vc2的第二逆变功率锯齿波信号的上升沿。进一步的，参考图6，当控制器kp输出到锯齿输出控制模块ks的脉冲信号pwm9的脉冲宽度较大时，锯齿输出控制模块ks的功率管开通时间长，逆变功率锯齿源输出的幅值大；当控制器kp输出到锯齿输出控制模块ks的脉冲宽度较小时，锯齿输出控制模块ks的功率管开通时间短，逆变功率锯齿源输出的幅值小，由此，可以通过改变控制器kp输出的脉冲信号pwm9和脉冲信号pwm10来实现对逆变功率锯齿源的幅值调节。并且，脉冲信号pwm9和脉冲信号pwm10为交替输出的互补脉冲，能够使锯齿输出控制模块ks交替工作来输出连续稳定的逆变功率锯齿源，并使得锯齿输出控制模块ks的功率管处于零电压开通与零电压关断状态，这样一来，能够实现锯齿输出控制模块ks的软开关的软切换导通，开关损耗小，逆变功率锯齿源的输出效率高，逆变功率锯齿源的输出连续稳定。
55.在本发明一实施方式中，辅助电源用于控制器的工作供电，辅助电源管理芯片采用pi公司生产的top258gn，辅助电源采用反激变换器拓扑结构，在辅助电源电路的反馈电路设计中采用基于tl431的光耦隔离次级反馈型电路，使得辅助电源具有较高的稳定输出。
56.需要说明的是，本发明对辅助电源不作具体限定，只要是能够实现本发明辅助电源所需要实现的功能的辅助电源均属于本发明的保护范围内。
57.在本发明一实施方式中，控制器包括现场可编辑门阵列芯片。
58.具体的，控制器用于输出稳定可靠的高频脉冲信号，控制器控制芯片可以采用稳定性好、抗干扰能力强和运行速度快的可编辑门阵列芯片，具体的可以采用altera公司的型号为ep4ce6e22c8n的可编辑门阵列芯片。需要说明的是，本发明对控制器不作具体限定，只要是能够实现本发明控制器所需要实现的功能的控制器均属于本发明的保护范围内。
59.在本发明一实施方式中，在输出第一驱动脉冲、第二驱动脉冲、第三驱动脉冲、第四驱动脉冲和第五驱动脉冲之前，控制器还用于输出稳定可靠的第一高频脉冲信号、第二高频脉冲信号、第三高频脉冲信号、第四高频脉冲信号和第五高频脉冲信号，并对第一高频脉冲信号、第二高频脉冲信号、第三高频脉冲信号、第四高频脉冲信号和第五高频脉冲信号进行隔离放大得到第一驱动脉冲、第二驱动脉冲、第三驱动脉冲、第四驱动脉冲和第五驱动脉冲。由此，通过增强高频脉冲信号的带载能力来更好的驱动逆变锯齿模块和锯齿输出控制模块ks的功率管。
60.在本发明一实施方式中，逆变锯齿模块的能量由直流主电源获取，由此，逆变功率锯齿源频率与控制器输出的高频脉冲信号频率相同，能够降低逆变功率锯齿源的失真度。
61.基于上文逆变功率锯齿源输出装置，本发明还提供了一种逆变功率锯齿源装置的控制方法，控制方法应用于上述逆变功率锯齿源装置，控制方法包括：操作1：直流主电源和辅助电源开启，进入操作2；操作2：控制器产生周期性的按适当时间间隔分布的五路同步脉冲第一驱动脉冲、第二驱动脉冲、第三驱动脉冲、第四驱动脉冲以及所述第五驱动脉冲，进入操作3；操作3：同步脉冲第一驱动脉冲到来，第一锯齿上升电路和第二锯齿下降电路同时
开始各自工作，进行能量转移；第一逆变锯齿模块的第一锯齿上升电路在控制器设定同步脉冲第一驱动脉冲控制下工作，脉冲上升沿处直流主电源的能量开始转移储存到第一锯齿上升电路，控制器根据系统预设能量，输出脉冲下降沿结束能量转移，进入操作4；第一逆变锯齿模块的第一锯齿下降电路的工作保持；第二逆变锯齿模块的第二锯齿上升电路的工作保持；第二逆变锯齿模块的第二锯齿下降电路由控制器启动，将能量转移回到直流主电源，第二锯齿电容放电；锯齿输出控制模块的工作保持；操作4：同步脉冲第二驱动脉冲、第五驱动脉冲到来，第一锯齿上升电路、第一锯齿下降电路、锯齿输出控制模块同时开始各自工作，进行能量转移，其余并行工作状态保持；第一逆变锯齿模块的第一锯齿上升电路由控制器启动，将能量转移到第一锯齿电容，形成第一逆变功率锯齿波信号上升沿；当第一锯齿上升电路能量全部转移到第一锯齿电容时，进入操作5；第一逆变锯齿模块的第一锯齿下降电路的工作保持；第二逆变锯齿模块的第二锯齿上升电路的工作保持；第二逆变锯齿模块的第二锯齿上升电路在控制器设定同步脉冲第二驱动脉冲控制下工作，脉冲上升沿处第二锯齿电容能量开始转移储存到第二锯齿下降电路，控制器根据系统预设能量，输出脉冲下降沿结束能量转移；锯齿输出控制模块在控制器设定同步脉冲第五驱动脉冲控制下工作，输出逆变功率锯齿源，当输出逆变功率锯齿源达到设定宽度时，控制器启动停止输出控制；操作5：同步脉冲第三驱动脉冲、第五驱动脉冲到来，第一锯齿下降电路、第二锯齿上升电路、锯齿输出控制模块同时开始各自工作，进行能量转移，其余并行工作状态保持；第一逆变锯齿模块的第一锯齿上升电路的工作保持；第一逆变锯齿模块的第一锯齿下降电路在控制器设定同步脉冲第三驱动脉冲控制下工作，脉冲上升沿处第一锯齿电容能量开始转移储存到第一锯齿下降电路，当第一锯齿电容能量全部转移到第一锯齿下降电路时，进入操作6；第二逆变锯齿模块的第二锯齿上升电路由控制器启动，将能量转移到第二锯齿电容，形成第二逆变功率锯齿波信号上升沿；第二逆变锯齿模块的第二锯齿下降电路的工作保持；锯齿输出控制模块在控制器设定同步脉冲第五驱动脉冲控制下工作，输出逆变功率锯齿源，当输出逆变功率锯齿源到设定宽度时，控制器启动停止输出控制；操作6：同步脉冲第四驱动脉冲到来，第一锯齿下降电路、第二锯齿上升电路同时开始各自工作，进行能量转移；第一逆变锯齿模块的第一锯齿上升电路的工作保持；第一逆变锯齿模块的第一锯齿下降电路由控制器启动，将能量转移回到直流主电源，第一锯齿电容放电，返回操作2；第二逆变锯齿模块的第二锯齿上升电路在控制器设定同步脉冲第四驱动脉冲控制下工作，脉冲上升沿处直流主电源的能量开始转移储存到第二锯齿上升电路，控制器根据系统预设能量，输出脉冲下降沿结束能量转移；第二逆变锯齿模块的第二锯齿下降电路的工作保持；锯齿输出控制模块的工作保持。
62.具体的，本发明用于逆变功率锯齿源装置的控制方法具体包括以下操作：
63.操作1：直流主电源ep和辅助电源ea开启，进入操作2；
64.操作2：控制器kp产生周期性的按适当时间间隔分布的五路同步脉冲第一驱动脉冲、第二驱动脉冲、第三驱动脉冲、第四驱动脉冲、第五驱动脉冲，进入操作3；
65.操作3：同步脉冲第一驱动脉冲到来，第一锯齿上升电路sr1和第二锯齿下降电路sd2同时开始各自工作，进行能量转移，其余并行工作状态保持；
66.第一逆变锯齿模块m1的第一锯齿上升电路sr1在控制器kp设定同步脉冲第一驱动脉冲控制下工作，脉冲上升沿处直流主电源ep的能量开始转移储存到第一锯齿上升电路
sr1，控制器根据系统预设能量，输出脉冲下降沿结束能量转移，进入操作4；
67.第一逆变锯齿模块m1的第一锯齿下降电路sd1的工作保持；
68.第二逆变锯齿模块m2的第二锯齿上升电路sr2的工作保持；
69.第二逆变锯齿模块m2的第二锯齿下降电路sd2由控制器启动，将能量转移回到直流主电源ep，第二锯齿电容vc2放电；
70.锯齿输出控制模块ks的工作保持；
71.操作4：同步脉冲第二驱动脉冲、第五驱动脉冲到来，第一锯齿上升电路sr1、第一锯齿下降电路sd2、锯齿输出控制模块ks同时开始各自工作，进行能量转移，其余并行工作状态保持；
72.第一逆变锯齿模块m1的第一锯齿上升电路sr1由控制器kp启动，将能量转移到第一锯齿电容vc1，形成第一逆变功率锯齿波信号上升沿；当第一锯齿上升电路sr1能量全部转移到第一锯齿电容vc1时，进入操作5；
73.第一逆变锯齿模块m1的第一锯齿下降电路sd1的工作保持；
74.第二逆变锯齿模块m2的第二锯齿上升电路sr2的工作保持；
75.第二逆变锯齿模块m2的第二锯齿上升电路sd2在控制器kp设定同步脉冲第二驱动脉冲控制下工作，脉冲上升沿处第二锯齿电容vc2能量开始转移储存到第二锯齿下降电路sd2，控制器根据系统预设能量，输出脉冲下降沿结束能量转移；
76.锯齿输出控制模块ks在控制器设定同步脉冲第五驱动脉冲控制下工作，输出逆变功率锯齿源，当输出逆变功率锯齿源达到设定宽度时，控制器kp启动停止输出控制；
77.操作5：同步脉冲第三驱动脉冲、第五驱动脉冲到来，第一锯齿下降电路sd1、第二锯齿上升电路sr2、锯齿输出控制模块ks同时开始各自工作，进行能量转移，其余并行工作状态保持；
78.第一逆变锯齿模块m1的第一锯齿上升电路sr1的工作保持；
79.第一逆变锯齿模块m1的第一锯齿下降电路sd1在控制器设定同步脉冲第三驱动脉冲控制下工作，脉冲上升沿处第一锯齿电容vc1能量开始转移储存到第一锯齿下降电路sd1，当第一锯齿电容vc1能量全部转移到第一锯齿下降电路时sd1，进入操作6；
80.第二逆变锯齿模块m2的第二锯齿上升电路sr2由控制器kp启动，将能量转移到第二锯齿电容vc2，形成第二逆变功率锯齿波信号上升沿；
81.第二逆变锯齿模块m2的第二锯齿下降电路sd2的工作保持；
82.锯齿输出控制模块ks在控制器设定同步脉冲第五驱动脉冲控制下工作，输出逆变功率锯齿源，当输出逆变功率锯齿源到设定宽度时，控制器kp启动停止输出控制；
83.操作6：同步脉冲第四驱动脉冲到来，第一锯齿下降电路sd1、第二锯齿上升电路sr2同时开始各自工作，进行能量转移，其余并行工作状态保持；
84.第一逆变锯齿模块m1的第一锯齿上升电路sr1的工作保持；
85.第一逆变锯齿模块m1的第一锯齿下降电路sd1由控制器kp启动，将能量转移回到直流主电源ep，第一锯齿电容vc1放电，返回操作2；
86.第二逆变锯齿模块m2的第二锯齿上升电路sr2在控制器设定同步脉冲第四驱动脉冲控制下工作，脉冲上升沿处直流主电源ep的能量开始转移储存到第二锯齿上升电路sr2，控制器根据系统预设能量，输出脉冲下降沿结束能量转移；
87.第二逆变锯齿模块m2的第二锯齿下降电路sd2的工作保持；
88.锯齿输出控制模块ks的工作保持。
89.由此，本发明实施例逆变功率锯齿源装置及控制方法，由直流主电源、两路功能相同的逆变锯齿模块、锯齿输出控制模块及控制器等通过交错并联实现逆变功率锯齿输出。逆变锯齿模块由锯齿上升电路、锯齿下降电路及锯齿电容组成，其中锯齿上升电路和锯齿下降电路可由升压型或降压型逆变电路，控制充电电感，实现锯齿电容的充电和放电。锯齿输出控制模块由功率管组成，在控制器控制下，一方面可实现双路锯齿逆变模块的交错输出，另一方面，可通过控制功率管的导通时间，实现逆变功率锯齿源的幅值和占空比的调节。
90.同理，基于上文逆变功率锯齿源装置的控制方法，本发明还提供了一种逆变功率锯齿源装置的控制装置，控制装置包括处理器和存储器，存储器中存储有至少一条指令，指令由处理器加载并执行以实现上述逆变功率锯齿源装置的控制方法所执行的操作。
91.同理，基于上文逆变功率锯齿源装置，本发明还提供了一种逆变单元，包括上述逆变功率锯齿源装置。
92.同理，基于上文逆变功率锯齿源装置，本发明还提供了一种逆变器，包括上述逆变单元。
93.需要说明的是，在本文中，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者装置不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者装置所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个
……”
限定的要素，并不排除在包括该要素的过程、方法、物品或者装置中还存在另外的相同要素。
94.在本发明所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的设备和方法，可以通过其它的方式实现。以上所描述的设备实施例仅仅是示意性的，例如，所述单元的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，如：多个单元或组件可以结合，或可以集成到另一个系统，或一些特征可以忽略，或不执行。另外，所显示或讨论的各组成部分相互之间的耦合、或直接耦合、或通信连接可以是通过一些接口，设备或单元的间接耦合或通信连接，可以是电性的、机械的或其它形式的。
95.上述作为分离部件说明的单元可以是、或也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是、或也可以不是物理单元；既可以位于一个地方，也可以分布到多个网络单元上；可以根据实际的需要选择其中的部分或全部单元来实现本实施例方案的目的。
96.另外，在本发明各实施例中的各功能单元可以全部集成在一个处理单元中，也可以是各单元分别单独作为一个单元，也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中；上述集成的单元既可以采用硬件的形式实现，也可以采用硬件加软件功能单元的形式实现。
97.本领域普通技术人员可以理解：实现上述方法实施例的全部或部分操作可以通过程序指令相关的硬件来完成，前述的程序可以存储于计算机可读取存储介质中，该程序在执行时，执行包括上述方法实施例的操作；而前述的存储介质包括：移动存储设备、只读存储器(read only memory，rom)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。
98.或者，本发明上述集成的单元如果以软件功能模块的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，也可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本发明实施
例的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机、服务器、或者网络设备等)执行本发明各个实施例所述方法的全部或部分。而前述的存储介质包括：移动存储设备、rom、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。
99.以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。