一种Z源逆变电路制造技术

本发明专利技术涉及电子电路技术，具体的说是涉及一种Z源逆变电路。本发明专利技术的Z源逆变电路，包括Z源网络和单相逆变电路，其特征在于，所述Z源网络由二极管D1、D2、电感L1、L2、电容C1、C2、IGBT管S1、S2、S3、S4构成，S1的漏极接电源E的正极，其源极接二极管D1的负极；S1的源极通过电感L1后接S2的漏极；S1的源级依次通过电感L1、二极管D2和电容C2后接S3和S4的漏极；二极管D1的正极接电源E的负极，二极管D1的正极依次通过电感L2和电容C1接S1的源极；二极管D1的正极接S3的源极。本发明专利技术的有益效果为，能够有效的解决系统的启动冲击和器件应力过大的问题、同时可以对逆变电路的输出功率进行宽范围、有效的调节。本发明专利技术尤其适用于Z源逆变电路。

【技术实现步骤摘要】
【专利摘要】本专利技术涉及电子电路技术，具体的说是涉及一种Z源逆变电路。本专利技术的Z源逆变电路，包括Z源网络和单相逆变电路，其特征在于，所述Z源网络由二极管D1、D2、电感L1、L2、电容C1、C2、IGBT管S1、S2、S3、S4构成，S1的漏极接电源E的正极，其源极接二极管D1的负极；S1的源极通过电感L1后接S2的漏极；S1的源级依次通过电感L1、二极管D2和电容C2后接S3和S4的漏极；二极管D1的正极接电源E的负极，二极管D1的正极依次通过电感L2和电容C1接S1的源极；二极管D1的正极接S3的源极。本专利技术的有益效果为，能够有效的解决系统的启动冲击和器件应力过大的问题、同时可以对逆变电路的输出功率进行宽范围、有效的调节。本专利技术尤其适用于Z源逆变电路。【专利说明】—种Z源逆变电路
本专利技术属于电子电路技术，具体的说是涉及一种Z源逆变电路。
技术介绍
逆变电路是把直流电能(电池、蓄电瓶或者类似于直流电源的能量源，比如交流电经过整流过后产生的近似于直流的电)转变成交流电的电路，在工业中得到广泛应用。逆变电路可用于构成各种交流电源，在已有的各种电源中，蓄电池、干电池、太阳能电池等都是直流电源，当需要这些电源向交流负载供电时，就需要逆变电路。另外，交流电机调速用变频器、不间断电源、感应加热电源、光伏发电系统等电力电子装置都使用了逆变装置。目前广泛应用的基于DC-DC电路的逆变器如图1和图2所示，分别存在以下问题:1.它们所接的逆变器要么是升压型，要么是降压型，而不可能是升/降压型变换器，也即是说，它们可得到的输出电压范围是有限的，要么低于输出电源电压要么高于电源输入电压，如果需要较宽的输入电压范围，则需要再加一级DC/DC变换器，增加了系统复杂度。2.它们抗电磁干扰的能力较差，当由于电磁干扰导致上下桥臂短路或者开路时，易损坏系统，甚至烧毁系统。3.当直流电源E是由交流电经过整流电路输出来的直流电时，由于交流电经过整流电路后得到的直流电含有很多脉动的谐波，因此不能直接接入直流斩波电路，还需在电源E之后和斩波电路之前加一级电容、电感或者电容电感组合的滤波电路，因此增加了成本。对于已经广泛使用的Z源逆变器如图3所示，也存在一些缺陷:如电容电压大于输入电压时，导致电容电压应力很大，为实现升压的功能，电容电压必须大于输入电压，导致电容体积与实现成本较高，另外变换器还存在启动冲击问题，启动瞬间电路电流会非常大，从而损坏变换器。
技术实现思路
本专利技术的目的是针对上述传统技术存在的问题，提出一种基于Z源的改进型逆变电路技术。本专利技术解决上述技术问题所采用的技术方案是:一种Z源逆变电路，包括Z源网络和单相逆变电路，其特征在于，所述Z源网络由二极管D1、D2、电感L1、L2、电容C1、C2、IGBT管S1、S2、S3、S4构成；其中，SI的漏极接电源E的正极，其源极接二极管Dl的负极；S1的源极通过电感LI后接S2的漏极；S1的源极依次通过电感L1、二极管D2和电容C2后接S3和S4的漏极；二极管Dl的正极接电源E的负极，二极管Dl的正极依次通过电感L2和电容Cl接SI的源极；二极管Dl的正极接S3的源极；S2的源极通过电感L2后接电源E的负极；S4的源极通过电感L2后接电源E的负极；所述单相逆变电路由逆导型IGBT管S5、S6、S7、S8和电阻R构成；其中S5的漏极通过电容C2后接S3和S4的漏极；S5的漏极接S7的漏极，其源极通过电阻R后接S7的源极和S8的漏极；S5的源极接S6的漏极；S6的源极通过电感L2后接电源E的负极；S8的源极通过电感L2后接电源E的负极；电源E的负极接地 GND。本专利技术的有益效果为，能够有效的解决系统的启动冲击和器件应力过大的问题、同时可以对逆变电路的输出功率进行宽范围、有效的调节，当逆变电路上下桥臂同时导通时(也即桥臂直通)，可以保护系统避免因为短路而烧毁设备。【专利附图】【附图说明】图1为传统的BUCK型单相逆变电路结构示意图；图2为传统的BOOST型单相逆变电路结构示意图；图3为传统的Z源型单相逆变电路结构示意图；图4为本专利技术的Z源逆变电路结构示意图；图5为本专利技术的Z源逆变电路模态I的等效工作电路结构示意图；图6为本专利技术的Z源逆变电路模态2的等效工作电路结构示意图；图7为本专利技术的Z源逆变电路输出电压增益G与占空比D的关系示意图；图8为传统Z源型单相逆变电路电容电压\与直流电源E的比值Vc/E与占空比D的关系不意图；图9为传统Z源逆变器输出增益G与占空比D的关系示意图。【具体实施方式】下面结合附图，详细描述本专利技术的技术方案本专利技术的Z源逆变电路，如图4所示，包括Z源网络和单相逆变电路，Z源网络由二极管01、02、电感1^1、1^2、电容(:1、02、1681'管31、52、53、54构成；其中，SI的漏极接电源E的正极，其源极接二极管Dl的负极；S1的源极通过电感LI后接S2的漏极；S1的源极依次通过电感L1、二极管D2和电容C2后接S3和S4的漏极；二极管Dl的正极接电源E的负极，二极管Dl的正极依次通过电感L2和电容Cl接SI的源极；二极管Dl的正极接S3的源极；S2的源极通过电感L2后接电源E的负极；S4的源极通过电感L2后接电源E的负极；所述单相逆变电路由逆导型IGBT管S5、S6、S7、S8和电阻R构成；其中S5的漏极通过电容C2后接S3和S4的漏极；S5的漏极接S7的漏极，其源极通过电阻R后接S7的源极和S8的漏极；S5的源极接S6的漏极；S6的源极通过电感L2后接电源E的负极；S8的源极通过电感L2后接电源E的负极；电源E的负极接地GND。本专利技术的Z源逆变电路包括2种工作模态，其模态I如图5所示，逆变桥臂对称导通或者对称关断，即当S5和S8同时导通的时候，S6和S7同时关断，或者当S6和S7同时导通的时候，S5和S8同时关断，这是系统的正常工作状态。模态2如图6所示，上下桥臂同时导通，即S5和S6同时导通，或者S7和S8同时导通，这是因为电磁干扰，而导致的不正常工作状态。本 专利技术的工作原理为:模态I期间:S3断开，S4导通，S1和S2同时导通或者同时断开，通过控制S1和S2在一个工作周期内导通时间和一个工作周期的时间比值(占空比)可以精确控制输出到逆变电路的输入电压的大小，进而可以调控系统的逆变输出功率。模态I里面C1和L2构成LC滤波电路，对输入电源E进行滤波，当直流电源E的电压出现扰动的时候(一般E是交流电源经整流电路后的电压，输出电压不是纯粹的直流，从示波器观察整流电路的输出，与直流相差很大，波形中含有较大的脉动成分，称为纹波)，C1和L2构成的LC滤波电路可以有良好的滤波效果。同时在本专利技术的电路中没有启动冲击回路的存在，因此从硬件拓扑上解决了系统的启动电流冲击问题。在模态I中，按照S1和S2的工作状态又可分为3种状态，当SpS2同时导通或者同时关断时，我们记这种情况为状态1.1 ;当S1按一定占空比导通关断、S2一直关断时，我们记这种情况为状态1.2 ;当S1 —直导通、S2按一定占空比导通关断，我们记这种情况为状态1.3 ;S1、S2的其他工作状态都是不被允许的。状态1.1期间，当Sp S2同时导通时，直流电源E通过S1, S2给电感L1充电，L2和C本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种Z源逆变电路，包括Z源网络和单相逆变电路，其特征在于，所述Z源网络由二极管D1、D2、电感L1、L2、电容C1、C2、IGBT管S1、S2、S3、S4构成；其中，S1的漏极接电源E的正极，其源极接二极管D1的负极；S1的源极通过电感L1后接S2的漏极；S1的源极依次通过电感L1、二极管D2和电容C2后接S3和S4的漏极；二极管D1的正极接电源E的负极，二极管D1的正极依次通过电感L2和电容C1接S1的源极；二极管D1的正极接S3的源极；S2的源极通过电感L2后接电源E的负极；S4的源极通过电感L2后接电源E的负极；所述单相逆变电路由逆导型IGBT管S5、S6、S7、S8和电阻R构成；其中S5的漏极通过电容C2后接S3和S4的漏极；S5的漏极接S7的漏极，其源极通过电阻R后接S7的源极和S8的漏极；S5的源极接S6的漏极；S6的源极通过电感L2后接电源E的负极；S8的源极通过电感L2后接电源E的负极；电源E的负极接地GND。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：毕闯，向勇，侯鹏，胡金刚，
申请(专利权)人：电子科技大学，
类型：发明
国别省市：四川;51