一种双向Z源三电平逆变器制造技术

本发明专利技术公开了一种双向Z源三电平逆变器，包括DSP控制模块、逆变模块、采样调理模块、保护模块以及PWM输出模块，DSP控制模块分别电性连接逆变模块、采样调理模块、保护模块以及PWM输出模块，本发明专利技术结构原理简单，控制效率高、精度高，能够提高系统可靠性、稳定性，而且损耗小，节能效果明显。

A bidirectional Z source three level inverter

The invention discloses a bidirectional Z source three level inverter, including DSP control module, inverter module, sampling module, protection module and PWM output module, DSP control module is respectively electrically connected with the inverter module, sampling module, protection module and PWM output module, the structure of the invention has the advantages of simple principle, high efficiency, precision control high, can improve the system reliability and stability, and loss of small, energy saving effect is obvious.

【技术实现步骤摘要】
一种双向Z源三电平逆变器
本专利技术涉及逆变器
，具体为一种双向Z源三电平逆变器。
技术介绍
随着分布式电源的迅速发展及其对效率要求的不断提升，提高电能质量、减少谐波污染、提高发电系统的效率是分布式电源发展的关键问题。三电平逆变器相比于传统的两电平逆变器具有谐波少、耐压高、开关应力小、电磁干扰少等优点已经在分布式电源及微电网领域得到广泛应用。Z源三电平逆变器不但能提升直流链电压还能直通工作，相对于多级逆变器而言既简化了逆变控制系统又提升了输出波形的质量。但传统Z源三电平逆变器控制精度低、损耗大，启动过程冲击电压容易烧坏负载。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种双向Z源三电平逆变器，以解决上述
技术介绍
中提出的问题。为实现上述目的，本专利技术提供如下技术方案：一种双向Z源三电平逆变器,包括DSP控制模块、逆变模块、采样调理模块、保护模块以及PWM输出模块，所述DSP控制模块分别电性连接逆变模块、采样调理模块、保护模块以及PWM输出模块；所述采样调理模块包括第一运放器、第二运放器、斯密特触发芯片、霍尔传感器，霍尔传感器并联连接电阻A、电阻B、电阻C、电阻D、电容B，且接入第一运放器的正极输入端，第一运放器的负极输入端与输出端连接，第一运放器的输出端依次连接电阻E、电阻G，电阻F接在电阻E与电阻G节点，电阻G一端连接并联连接的电容C、二极管D，二极管D负极连接二极管C正极，二极管C负极接入电源端。优选的，所述第二运放器负极输入端连接第一运放器正极输入端，第二运放器的正极输入端分别连接电阻I一端、电阻J一端，电阻I另一端接地，第二运放器输出端连接电阻H一端，电阻H另一端分别连接电容D一端和斯密特触发芯片输入端，电阻J另一端和电容D另一端分别通过TVS管接地。优选的，所述逆变模块包括场效应晶体管A、场效应晶体管B、场效应晶体管C、场效应晶体管D，所述场效应晶体管A漏极连接场效应晶体管B源极、电容E一端和电容F一端，所述场效应晶体管A源极连接场效应晶体管C源极，所述场效应晶体管C漏极分别连接场效应晶体管D源极和电感一端，所述电感另一端连接电容G并接地。优选的，还包括三极管A、三极管B、二极管E、二极管F，所述二极管E两端接在三极管A发射极和集电极之间，所述三极管A集电极连接电容E另一端，所述三极管A发射极连接三极管B集电极，所述三极管B发射极连接电容F另一端，所述二极管F两端接在三极管B集电极和发射极之间。优选的，所述保护模块包括三极管C和三极管D，所述三极管C基极连接电阻L一端，电阻L另一端连接电容H一端、电阻M一端、电阻N一端，所述电容H另一端分别连接电阻K一端、三极管C发射极并接地，所述三极管C集电极分别连接电阻M一端、三极管D基极和二极管H正极，二极管H负极接地，所述三极管D集电极连接电阻N另一端，所述电阻M一端连接电容I一端，电容I另一端连接二极管G负极，所述二极管G正极连接电阻K另一端。优选的，所述场效应晶体管A、场效应晶体管B、场效应晶体管C、场效应晶体管D均采用N沟道型场效应晶体管。优选的，所述DSP控制模块采用TMS320系列控制器。优选的，所述PWM输出模块采用多路PWM输出PIC芯片。与现有技术相比，本专利技术的有益效果是：（1）本专利技术结构原理简单，控制效率高、精度高，能够提高系统可靠性、稳定性，而且损耗小，节能效果明显。（2）本专利技术采用的采样调理模块抗干扰能力强，采用精度高，能够进一步提高逆变控制效率。（3）本专利技术采用的逆变模块中采用四个场效应晶体管组成的并联通道来减小导通损耗，降低了导通压降，进一步节省了电能。（4）本专利技术采用的保护模块反应灵敏，具有过压、过流保护的作用，保护了负载。附图说明图1为本专利技术控制原理框图；图2为本专利技术的采用调理模块原理图；图3为本专利技术的逆变模块原理图；图4为本专利技术的保护模块原理图。具体实施方式下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。请参阅图1-4，本专利技术提供一种技术方案：一种双向Z源三电平逆变器,包括DSP控制模块1、逆变模块2、采样调理模块3、保护模块4以及PWM输出模块5，DSP控制模块1采用TMS320系列控制器；PWM输出模块5采用多路PWM输出PIC芯片；所述DSP控制模块1分别电性连接逆变模块2、采样调理模块3、保护模块4以及PWM输出模块5；所述采样调理模块3包括第一运放器6、第二运放器7、斯密特触发芯片8、霍尔传感器9，霍尔传感器9并联连接电阻A1a、电阻B2a、电阻C3a、电阻D4a、电容B2b，且接入第一运放器6的正极输入端，第一运放器6的负极输入端与输出端连接，第一运放器6的输出端依次连接电阻E5a、电阻G7a，电阻F6a接在电阻E5a与电阻G7a节点，电阻G7a一端连接并联连接的电容C3b、二极管D4c，二极管D4c负极连接二极管C3c正极，二极管C3c负极接入电源端；第二运放器7负极输入端连接第一运放器6正极输入端，第二运放器7的正极输入端分别连接电阻I9a一端、电阻J10a一端，电阻I9a另一端接地，第二运放器7输出端连接电阻H8a一端，电阻H8a另一端分别连接电容D4b一端和斯密特触发芯片8输入端，电阻J10a另一端和电容D4b另一端分别通过TVS管10接地。霍尔传感器9将220V左右的大电压转换成11V的小电压信号，运放器作为电压跟随器，然后信号经过3.3V的限幅电路和斯密特触发芯片8后输送到DSP控制模块，本专利技术采用的采样调理模块抗干扰能力强，采用精度高，能够进一步提高逆变控制效率。本专利技术中，逆变模块2包括场效应晶体管A1e、场效应晶体管B2e、场效应晶体管C3e、场效应晶体管D4e，所述场效应晶体管A1e漏极连接场效应晶体管B2e源极、电容E5b一端和电容F6b一端，所述场效应晶体管A1e源极连接场效应晶体管C3e源极，所述场效应晶体管C3e漏极分别连接场效应晶体管D4e源极和电感11一端，所述电感11另一端连接电容G7b并接地；还包括三极管A1d、三极管B2d、二极管E5c、二极管F6c，所述二极管E5c两端接在三极管A1d发射极和集电极之间，所述三极管A1d集电极连接电容E5b另一端，所述三极管A1d发射极连接三极管B2d集电极，所述三极管B2d发射极连接电容F6b另一端，所述二极管F6c两端接在三极管B2d集电极和发射极之间；其中，场效应晶体管A1e、场效应晶体管B2e、场效应晶体管C3e、场效应晶体管D4e均采用N沟道型场效应晶体管。本专利技术采用的逆变模块中采用四个场效应晶体管组成的并联通道来减小导通损耗，降低了导通压降，进一步节省了电能。另外，本专利技术中，保护模块4包括三极管C3d和三极管D4d，所述三极管C3d基极连接电阻L12a一端，电阻L12a另一端连接电容H8b一端、电阻M13a一端、电阻N14a一端，所述电容H8b另一端分别连接电阻K11a一端、三极管C3d发射极并接地，所述三极管C3d集电极分别连接电阻M13a一端、三极管D4d基极和二极管H8c正极，二极管H8c负极接地，所述三极管D本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种双向Z源三电平逆变器, 包括DSP控制模块(1)、逆变模块(2)、采样调理模块(3)、保护模块(4)以及PWM输出模块(5)，其特征在于：所述DSP控制模块(1)分别电性连接逆变模块(2)、采样调理模块(3)、保护模块(4)以及PWM输出模块(5)；所述采样调理模块(3)包括第一运放器(6)、第二运放器(7)、斯密特触发芯片(8)、霍尔传感器(9)，霍尔传感器(9)并联连接电阻A(1a)、电阻B(2a)、电阻C(3a)、电阻D(4a)、电容B(2b)，且接入第一运放器(6)的正极输入端，第一运放器(6)的负极输入端与输出端连接，第一运放器(6)的输出端依次连接电阻E(5a)、电阻G(7a)，电阻F(6a)接在电阻E(5a)与电阻G(7a)节点，电阻G(7a)一端连接并联连接的电容C(3b)、二极管D(4c)，二极管D(4c)负极连接二极管C(3c)正极，二极管C(3c)负极接入电源端。

【技术特征摘要】
1.一种双向Z源三电平逆变器,包括DSP控制模块(1)、逆变模块(2)、采样调理模块(3)、保护模块(4)以及PWM输出模块(5)，其特征在于：所述DSP控制模块(1)分别电性连接逆变模块(2)、采样调理模块(3)、保护模块(4)以及PWM输出模块(5)；所述采样调理模块(3)包括第一运放器(6)、第二运放器(7)、斯密特触发芯片(8)、霍尔传感器(9)，霍尔传感器(9)并联连接电阻A(1a)、电阻B(2a)、电阻C(3a)、电阻D(4a)、电容B(2b)，且接入第一运放器(6)的正极输入端，第一运放器(6)的负极输入端与输出端连接，第一运放器(6)的输出端依次连接电阻E(5a)、电阻G(7a)，电阻F(6a)接在电阻E(5a)与电阻G(7a)节点，电阻G(7a)一端连接并联连接的电容C(3b)、二极管D(4c)，二极管D(4c)负极连接二极管C(3c)正极，二极管C(3c)负极接入电源端。2.根据权利要求1所述的一种双向Z源三电平逆变器，其特征在于：所述第二运放器(7)负极输入端连接第一运放器(6)正极输入端，第二运放器(7)的正极输入端分别连接电阻I(9a)一端、电阻J(10a)一端，电阻I(9a)另一端接地，第二运放器(7)输出端连接电阻H(8a)一端，电阻H(8a)另一端分别连接电容D(4b)一端和斯密特触发芯片(8)输入端，电阻J(10a)另一端和电容D(4b)另一端分别通过TVS管(10)接地。3.根据权利要求1所述的一种双向Z源三电平逆变器，其特征在于：所述逆变模块(2)包括场效应晶体管A(1e)、场效应晶体管B(2e)、场效应晶体管C(3e)、场效应晶体管D(4e)，所述场效应晶体管A(1e)漏极连接场效应晶体管B(2e)源极、电容E(5b)一端和电容F(6b)一端，所述场效应晶体管A(1e)源极连接场效应晶体管C(3e)源极，所述场效应晶体管C(3e)漏极分别连接...

【专利技术属性】
技术研发人员：孙传森，
申请(专利权)人：哈尔滨理工大学，
类型：发明
国别省市：黑龙江,23