一种Z源逆变器制造技术

本发明专利技术提供了一种Z源逆变器，包括：至少一个Z源网络、逆变电路、与至少一个Z源网络一一对应的至少一个电源；其中，每一个电源的第一端连接对应的Z源网络的第一端，每一个电源的第二端连接逆变电路；每一个Z源网络的第二端连接逆变电路；Z源网络包括：电感、电容和二极管组成的能量交换电路，其中，逆变电路的运行状态触发能量交换电路进行能量交换。根据本方案，Z源逆变器中Z源电容电压应力更小，从而可以选择小电压应力的电容器件实现该Z源逆变器。

【技术实现步骤摘要】
一种Z源逆变器
本专利技术涉及电路
，特别是一种Z源逆变器。
技术介绍
逆变器是一种将直流电转换为交流电的设备，包括电压源逆变器和电流源逆变器。由于在系统中存在电磁干扰，容易对逆变器造成损害，从而导致系统的可靠性较低。在现有技术中，一般采用Z源网络将逆变器与电源进行耦合以组成Z源逆变器，该Z源逆变器与传统的电压源逆变器和电流源逆变器相比，具有可实现升降压变换以及逆变器桥臂可以直通等优点，在新能源发电领域具有广阔的应用前景。然而现有的Z源逆变器拓扑其Z源电容电压应力较大，从而导致逆变器体积较大，成本较高。
技术实现思路
有鉴于此，本专利技术提出了一种Z源逆变器，以降低Z源电容电压应力。本专利技术实施例提供了一种Z源逆变器，包括：至少一个Z源网络、逆变电路、与所述至少一个Z源网络一一对应的至少一个电源；其中，每一个电源的第一端连接对应的Z源网络的第一端，每一个电源的第二端连接所述逆变电路；每一个Z源网络的第二端连接所述逆变电路；所述Z源网络包括：电感、电容和二极管组成的能量交换电路，其中，所述逆变电路的运行状态触发所述能量交换电路进行能量交换。其中，所述Z源网络的能量交换电路包括：由第一电感、二极管和第二电感依次串联形成的第一串联电路、分别并联在第一串联电路上的第一电容和第二电容；其中，所述第一电容的一端与第一串联电路的一端相连，所述第一电容的另一端连接在所述二极管与所述第一电感之间；所述第二电容的一端与第一串联电路的另一端相连，所述第二电容的另一端连接在所述二极管与所述第二电感之间。其中，包括一个所述Z源网络；所述Z源网络中所包括的第一串联电路的一端与电源的正极性端相连，所述Z源网络中所包括的第一串联电路的另一端与所述逆变电路的第一输入端相连，该电源的负极性端与所述逆变电路的第二输入端相连。其中，所述逆变电路由相并联的三个子电路组成，每一个子电路包括相串联的两个绝缘栅双极型晶体管IGBT；所述相并联的三个子电路的一端作为所述逆变电路的第一输入端，所述相并联的三个子电路的另一端作为所述逆变电路的第二输入端。其中，在所述逆变电路的运行状态包括直通状态时，所述Z源网络中的二极管处于截止模式；在所述逆变电路的运行状态包括非直通状态时，所述Z源网络中的二极管处于导通模式。其中，包括两个所述Z源网络；每一个所述Z源网络中所包括的第一串联电路的一端与对应电源的正极性端相连；其中，该两个Z源网络中的第一Z源网络，其第一串联电路的另一端与所述逆变电路的第三输入端相连，与所述第一Z源网络相连的电源的负极性端与所述逆变电路的第四输入端相连；该两个Z源网络中的第二Z源网络，其第一串联电路的另一端与所述逆变电路的所述第四输入端相连，与所述第二Z源网络相连的电源的负极性端与所述逆变电路的第五输入端相连。其中，所述逆变电路包括：相互连接的两个桥臂电路以及三个二极管电路；其中，每一个桥臂电路由相并联的三个子电路组成，每一个子电路包括相串联的两个绝缘栅双极型晶体管IGBT，该两个桥臂电路中的第一桥臂电路的三个子电路分别与该两个桥臂电路中的第二桥臂电路的三个子电路一一对应连接；每一个二极管电路由串联在一起的两个二极管组成，每一个所述二极管电路的一端连接在对应桥臂电路中子电路的两个IGBT之间，每一个所述二极管电路的另一端连接在与该子电路相连的另一个子电路的两个IGBT之间；每个所述二极管电路包括的两个二极管之间的线路点与其他每个二极管电路包括的两个二极管之间的线路点相连；第一桥臂电路所包括的相并联的三个子电路的未与第二桥臂电路所包括的三个子电路相连的一端作为所述第三输入端，第二桥臂电路所包括的相并联的三个子电路的未与第一桥臂电路所包括的三个子电路相连的一端作为所述第五输入端，每一个所述二极管电路所包括的两个二极管之间同时作为所述第四输入端。其中，在所述逆变电路中任意一个或两个桥臂电路的运行状态包括直通状态时，与直通状态的桥臂电路相连的Z源网络中所包括的二极管处于截止模式；在所述逆变电路中任意一个或两个桥臂电路的运行状态包括非直通状态时，与非直通状态的桥臂电路相连的Z源网络中所包括的二极管处于导通模式。其中，在Z源网络的所述能量交换电路中，当二极管处于截止模式时，串联在一起的第一电感和第一电容，与串联在一起的第二电感和第二电容，进行能量交换；在Z源网络的所述能量交换电路中，当二极管处于导通模式时，并联在一起的第一电感与第二电容进行能量交换，并联在一起的第二电容与第一电感进行能量交换。从上述方案中可以看出，由于本专利技术实施例提供了一种Z源逆变器，通过将每一个电源的第一端连接对应的Z源网络的第一端，每一个电源的第二端连接逆变电路，以及将每一个Z源网络的第二端连接逆变电路，且Z源网络包括电感、电容和二极管组成的能量交换电路，可以根据逆变电路的运行状态触发能量交换电路进行能量交换，使得Z源逆变器中Z源电容电压应力更小。附图说明下面将通过参照附图详细描述本专利技术的优选实施例，使本领域的普通技术人员更清楚本专利技术的上述及其它特征和优点，附图中：图1为本专利技术一个实施例提供的Z源网络拓扑示意图；图2为本专利技术一个实施例提供的包括一个Z源网络时Z源逆变器的示意图；图3为本专利技术一个实施例提供的针对图2中逆变电路为直通状态时Z源逆变器的示意图；图4为本专利技术一个实施例提供的针对图2中逆变电路为非直通状态时Z源逆变器的示意图；图5为本专利技术一个实施例提供的包括两个Z源网络时Z源逆变器的示意图；图6为本专利技术一个实施例提供针对图5中逆变电路为直通状态时Z源逆变器示意图；图7为本专利技术一个实施例提供针对图5中逆变电路为第一桥臂电路非直通第二桥臂电路直通状态时Z源逆变器示意图；图8为本专利技术一个实施例提供针对图5中逆变电路为第一桥臂电路直通第二桥臂电路非直通状态时Z源逆变器示意图；图9为本专利技术一个实施例提供针对图5中逆变电路为非直通状态时Z源逆变器示意图。具体实施方式为使本专利技术的目的、技术方案和优点更加清楚，以下举实施例对本专利技术进一步详细说明。本专利技术实施例提供了一种Z源逆变器，该Z源逆变器可以包括：至少一个Z源网络、逆变电路、与所述至少一个Z源网络一一对应的至少一个电源；其中，每一个电源的第一端连接对应的Z源网络的第一端，每一个电源的第二端连接所述逆变电路；每一个Z源网络的第二端连接所述逆变电路；所述Z源网络包括：电感、电容和二极管组成的能量交换电路，其中，所述逆变电路的运行状态触发所述能量交换电路进行能量交换。根据上述本专利技术实施例，通过将每一个电源的第一端连接对应的Z源网络的第一端，每一个电源的第二端连接逆变电路，以及将每一个Z源网络的第二端连接逆变电路，且Z源网络包括电感、电容和二极管组成的能量交换电路，可以根据逆变电路的运行状态触发能量交换电路进行能量交换，比如通过仿真实验可以确定该连接方式下，Z源逆变器中Z源电容电压应力相对于现有技术的Z源电容电压应力小，从而可以选择小电压应力的电容器件实现该Z源逆变器，由于小电压应力的电容器件相对于大电压应力的电容器件体积小，成本低，进而降低了Z源逆变器的体积和成本。在本专利技术一个实施例中，请参考图1，该Z源网络包括的能量交换电路至少可以包括以下拓扑结构：由第一电感L1、二极管D和第二电感L2依次串联形成的第一串联电路(该第一本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种Z源逆变器，包括：至少一个Z源网络、逆变电路、与所述至少一个Z源网络一一对应的至少一个电源；其中，每一个电源的第一端连接对应的Z源网络的第一端，每一个电源的第二端连接所述逆变电路；每一个Z源网络的第二端连接所述逆变电路；所述Z源网络包括：电感、电容和二极管组成的能量交换电路，其中，所述逆变电路的运行状态触发所述能量交换电路进行能量交换。

【技术特征摘要】
1.一种Z源逆变器，包括：至少一个Z源网络、逆变电路、与所述至少一个Z源网络一一对应的至少一个电源；其中，每一个电源的第一端连接对应的Z源网络的第一端，每一个电源的第二端连接所述逆变电路；每一个Z源网络的第二端连接所述逆变电路；所述Z源网络包括：电感、电容和二极管组成的能量交换电路，其中，所述逆变电路的运行状态触发所述能量交换电路进行能量交换。2.根据权利要求1所述的Z源逆变器，其中，所述Z源网络的能量交换电路包括：由第一电感、二极管和第二电感依次串联形成的第一串联电路、分别并联在第一串联电路上的第一电容和第二电容；其中，所述第一电容的一端与第一串联电路的一端相连，所述第一电容的另一端连接在所述二极管与所述第一电感之间；所述第二电容的一端与第一串联电路的另一端相连，所述第二电容的另一端连接在所述二极管与所述第二电感之间。3.根据权利要求2所述的Z源逆变器，其中，包括一个所述Z源网络；所述Z源网络中所包括的第一串联电路的一端与电源的正极性端相连，所述Z源网络中所包括的第一串联电路的另一端与所述逆变电路的第一输入端相连，该电源的负极性端与所述逆变电路的第二输入端相连。4.根据权利要求3所述的Z源逆变器，其中，所述逆变电路由相并联的三个子电路组成，每一个子电路包括相串联的两个绝缘栅双极型晶体管IGBT；所述相并联的三个子电路的一端作为所述逆变电路的第一输入端，所述相并联的三个子电路的另一端作为所述逆变电路的第二输入端。5.根据权利要求4所述的Z源逆变器，其中，在所述逆变电路的运行状态包括直通状态时，所述Z源网络中的二极管处于截止模式；在所述逆变电路的运行状态包括非直通状态时，所述Z源网络中的二极管处于导通模式。6.根据权利要求2所述的Z源逆变器，其中，包括两个所述Z源网络；每一个所述Z源网络中所包括的第一串联电路的一端与对应电源的正极性端相连；其中，该两个Z源网络中的第一Z源网络，其第一串联电路的另一端与所述逆变电路的第三输入端相连，与所述第一Z源网络相连的电源的负极性端...

【专利技术属性】
技术研发人员：石磊，赵研峰，姚吉隆，
申请(专利权)人：西门子公司，
类型：发明
国别省市：德国,DE