開(kāi)關(guān)電感γ型z源逆變器拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的制作方法
【專利摘要】一種開(kāi)關(guān)電感Γ型Z源逆變器拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，該拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)包括有直流電源、逆變橋，其特征在于：在所述直流電源與逆變橋之間加入一個(gè)含有開(kāi)關(guān)電感單元的Γ型Z源網(wǎng)絡(luò)，即在逆變橋的前端連接含有開(kāi)關(guān)電感單元的Γ型Z源網(wǎng)絡(luò)。本發(fā)明的效果是使該逆變器在電壓放大過(guò)程中始終保持Z源網(wǎng)絡(luò)中的電容電壓應(yīng)力為直流電源電壓的2倍，避免了傳統(tǒng)Z源逆變器中電容電壓應(yīng)力隨直通占空比的增加而增加；與傳統(tǒng)Z源逆變器和開(kāi)關(guān)電感Z源逆變器相比，在相同電壓增益的條件下，降低了電感電流應(yīng)力；提高了直通占空比很小時(shí)的電壓增益；可避免系統(tǒng)啟動(dòng)時(shí)沖擊電流對(duì)逆變橋的影響。
【專利說(shuō)明】開(kāi)關(guān)電感g(shù)amma型Z源逆變器拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種開(kāi)關(guān)電感g(shù)amma型Z源逆變器拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)。
【背景技術(shù)】
[0002]現(xiàn)有的Z源逆變器的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)有多種，如:如圖2所示的傳統(tǒng)Z源逆變器、如圖3所示的準(zhǔn)Z源逆變器、如圖4所示的開(kāi)關(guān)電感Z源逆變器和如圖5所示的準(zhǔn)開(kāi)關(guān)電感Z源逆變器等。從圖2~5可以看出，以上各種Z源逆變器中除了有電感以外，均含有兩個(gè)電容元件，且電容的電壓應(yīng)力隨著直通占空比的增加而增加。由于電容電壓應(yīng)力變化范圍較大，這將降低電容的使用壽命，并限制了直通占空比的大??；系統(tǒng)啟動(dòng)時(shí)可能存在沖擊電流；此外，以上Z源逆變器中電感電流應(yīng)力較大。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]針對(duì)以上問(wèn)題，本發(fā)明的目的是提供一種開(kāi)關(guān)電感g(shù)amma型Z源逆變器的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，該逆變器的Z源網(wǎng)絡(luò)中僅含有一個(gè)電容元件，并使電容電壓應(yīng)力為一定值，并在相同電壓增益條件下降低了電感電流應(yīng)力。
[0004]為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案是:一種開(kāi)關(guān)電感g(shù)amma型Z源逆變器拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，該拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)包括有直流電源、逆變橋，其特征在于:在所述直流電源與逆變橋之間加入一個(gè)含有開(kāi)關(guān)電感單元的gamma型Z源網(wǎng)絡(luò)，即在逆變橋的前端連接含有開(kāi)關(guān)電感單元的gamma型Z源網(wǎng)絡(luò)。
[0005]所述含有開(kāi)關(guān)電感單元的gamma型Z源網(wǎng)絡(luò)包括三個(gè)電感、一個(gè)電容和四個(gè)二極管；設(shè)三個(gè)電感分別為1#電感L1、2#電感L2和3#電感L3 ;四個(gè)二極管分別為1# 二極管D”2#二極管D2、3# 二極管D3和4# 二極管D4 ;—個(gè)電容為1#電容C ;
[0006]所述1# 二極管D1的陽(yáng)極與直流電源Vdc的正極相連，D1的陰極分別與1#電感L1的一端、2#電感L2的一端和2# 二極管D2的陽(yáng)極相連;1#電感L1的另一端與電容C的正極相連，電容C的負(fù)極與直流電源Vdc的負(fù)極和逆變橋的下橋臂相連；2#電感L2的另一端與3# 二極管D3和4# 二極管D4的陽(yáng)極相連;3#電感L3的一端與2# 二極管D2的陰極和3# 二極管D3的陰極相連，3#電感L3的另一端與4# 二極管D4的陰極和逆變橋的上橋臂相連。
[0007]所述L1=L2=L3=L, L為含有開(kāi)關(guān)電感單元的gamma型Z源網(wǎng)絡(luò)中電感元件的電感量。
[0008]本發(fā)明具有如下的優(yōu)點(diǎn)和技術(shù)效果:
[0009]1.將傳統(tǒng)的Z源網(wǎng)絡(luò)中含有兩個(gè)電容，減為僅含有一個(gè)電容，且在升壓過(guò)程中電容電壓應(yīng)力為一定值，可延長(zhǎng)系統(tǒng)的使用壽命、縮小系統(tǒng)體積和降低系統(tǒng)成本。
[0010]2.在相同的電壓增益下，電容電壓應(yīng)力為一定值，與其它類型Z源逆變器相比降低了電容電壓應(yīng)力。
[0011]3.由于開(kāi)關(guān)電感單元在逆變橋的前端，所以該逆變器可避免系統(tǒng)啟動(dòng)時(shí)對(duì)逆變橋的沖擊電流。
[0012]4.在相同電壓增益的條件下，開(kāi)關(guān)電感g(shù)amma型Z源逆變器的電感電流增益小于傳統(tǒng)Z源逆變器和開(kāi)關(guān)電感Z源逆變器。
【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】:
[0013]圖1為本發(fā)明的電感型Z源逆變器拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)；
[0014]圖2為傳統(tǒng)Z源逆變器；
[0015]圖3為準(zhǔn)Z源逆變器；
[0016]圖4為開(kāi)關(guān)電感Z源逆變器；
[0017]圖5為開(kāi)關(guān)電感準(zhǔn)Z源逆變器；
[0018]圖6為本發(fā)明在直通狀態(tài)時(shí)，開(kāi)關(guān)電感g(shù)amma型Z源逆變器拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)；
[0019]圖7為本發(fā)明在非直通狀態(tài)時(shí)，開(kāi)關(guān)電感g(shù)amma型Z逆變器拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)；
[0020]圖8為傳統(tǒng)Z源逆變器、開(kāi)關(guān)電感Z源逆變器和開(kāi)關(guān)電感g(shù)amma型Z源逆變器電壓增益對(duì)比曲線；
[0021]圖9為傳統(tǒng)Z源逆變器、開(kāi)關(guān)電感Z源逆變器和開(kāi)關(guān)電感g(shù)amma型Z源逆變器電容電壓應(yīng)力對(duì)比曲線；
[0022]圖10為傳統(tǒng)Z源逆變器和開(kāi)關(guān)電感g(shù)amma型Z源逆變器電感電流應(yīng)力對(duì)比曲線； [0023]圖11為開(kāi)關(guān)電感Z源逆變器和開(kāi)關(guān)電感g(shù)amma型Z源逆變器電感電流應(yīng)力對(duì)比曲線。
【具體實(shí)施方式】
[0024]結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的電感型Z源逆變器拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)加以說(shuō)明。
[0025]本發(fā)明的逆變器的開(kāi)關(guān)電感g(shù)amma型Z源網(wǎng)絡(luò)中僅含有一個(gè)電容元件；在升壓過(guò)程中，電容電壓應(yīng)力為一定值；在相同電壓增益條件下的電感電流應(yīng)力較小。
[0026]如圖1所示:一種開(kāi)關(guān)電感g(shù)amma型Z源逆變器拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，該拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)包括有直流電源、逆變橋。在所述直流電源與逆變橋之間加入一個(gè)含有開(kāi)關(guān)電感單元的gamma型Z源網(wǎng)絡(luò)，即在逆變橋的前端連接含有開(kāi)關(guān)電感單元的gamma型Z源網(wǎng)絡(luò)。所述含有開(kāi)關(guān)電感單元的gamma型Z源網(wǎng)絡(luò)包括三個(gè)電感、一個(gè)電容和四個(gè)二極管；其中，三個(gè)電感分別為1#電感1^、2#電感L2和3#電感L3 ;四個(gè)二極管分別為1# 二極管D”2# 二極管D2、3# 二極管D3和4# 二極管D4;—個(gè)電容為1#電容C;
[0027]所述1# 二極管D1的陽(yáng)極與直流電源Vdc的正極相連，D1的陰極分別與1#電感L1的一端、2#電感L2的一端和2# 二極管D2的陽(yáng)極相連;1#電感L1的另一端與電容C的正極相連，電容C的負(fù)極與直流電源Vdc的負(fù)極和逆變橋的下橋臂相連；2#電感L2的另一端與3# 二極管D3和4# 二極管D4的陽(yáng)極相連;3#電感L3的一端與2# 二極管D2的陰極和3# 二極管D3的陰極相連，3#電感L3的另一端與4# 二極管D4的陰極和逆變橋的上橋臂相連。
[0028]所述L1=L2=L3=L, L為含有開(kāi)關(guān)電感單元的gamma型Z源網(wǎng)絡(luò)中電感元件的電感量。
[0029]如圖6所示:當(dāng)工作于直通狀態(tài)時(shí)，gamma型Z源網(wǎng)絡(luò)中1#、2#和4# 二極管DpD2和D4導(dǎo)通，3# 二極管D3截止，其中2#和3#電感L2和L3呈并聯(lián)連接，此時(shí)電感存儲(chǔ)能量；
[0030]如圖7所示:當(dāng)工作于非直通狀態(tài)時(shí)，gamma型Z源網(wǎng)絡(luò)中1#、2#和4# 二極管D1' D2和D4截止，3# 二極管D3導(dǎo)通，其中2#和3#電感L2和L3呈串聯(lián)連接，此時(shí)電感向負(fù)載釋放能量，該Z源逆變器的電壓增益為:
【權(quán)利要求】
1.一種開(kāi)關(guān)電感g(shù)amma型Z源逆變器拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，該拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)包括有直流電源、逆變橋，其特征在于:在所述直流電源與逆變橋之間加入一個(gè)含有開(kāi)關(guān)電感單元的gamma型Z源網(wǎng)絡(luò)，即在逆變橋的前端連接含有開(kāi)關(guān)電感單元的gamma型Z源網(wǎng)絡(luò)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的開(kāi)關(guān)電感r型Z源逆變器拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，其特征在于:所述含有開(kāi)關(guān)電感單元的gamma型Z源網(wǎng)絡(luò)包括三個(gè)電感、一個(gè)電容和四個(gè)二極管；設(shè)三個(gè)電感分別為1#電感L1、2#電感L2和3#電感L3 ;四個(gè)二極管分別為1# 二極管Dp2# 二極管D2'3# 二極管D3和4# 二極管D4 ;—個(gè)電容為1#電容C ; 所述1# 二極管D1的陽(yáng)極與直流電源Vdc的正極相連，D1的陰極分別與1#電感L1的一端、2#電感L2的一端和2# 二極管D2的陽(yáng)極相連;1#電感L1的另一端與電容C的正極相連，電容C的負(fù)極與直流電源Vdc的負(fù)極和逆變橋的下橋臂相連；2#電感L2的另一端與3#二極管D3和4# 二極管D4的陽(yáng)極相連;3#電感L3的一端與2# 二極管D2的陰極和3# 二極管D3的陰極相連，3#電感L3的另一端與4# 二極管D4的陰極和逆變橋的上橋臂相連。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的開(kāi)關(guān)電感g(shù)amma型Z源逆變器拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，其特征在于:所述L1=L2=L3=L, L為含有 開(kāi)關(guān)電感單元的gamma型Z源網(wǎng)絡(luò)中電感元件的電感量。
【文檔編號(hào)】H02M7/48GK103840694SQ201310393756
【公開(kāi)日】2014年6月4日 申請(qǐng)日期:2013年8月31日 優(yōu)先權(quán)日:2013年8月31日
【發(fā)明者】潘雷, 梁茵, 王貝貝 申請(qǐng)人:天津城市建設(shè)學(xué)院, 河北工業(yè)大學(xué)