[實用新型]電感型Z源逆變器拓撲結構

有效

• 申請號: 201320396126.6
• 申請日: 2013-07-04
• 公開（公告）號: CN203352432U
• 公開（公告）日: 2013-12-18
• 發明（設計）人: 潘雷;梁茵;王貝貝
• 申請（專利權）人: 天津城建大學
• 主分類號: H02M1/14
• 分類號: H02M1/14
• 代理公司: 天津才智專利商標代理有限公司 12108
• 代理人: 呂志英

技術領域

本實用新型涉及一種電感型Z源逆變器拓撲結構。

背景技術

現有的Z源逆變器的拓撲結構有多種，如：如圖2所示的傳統Z源逆變器、如圖3所示的準Z源逆變器、如圖4所示的開關電感Z源逆變器和如圖5所示的準開關電感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，均含有電容元件。由于電容元件的存在，則不可避免的存在系統壽命較短、電感和電容之間可能存在諧振現象、系統啟動時可能存在沖擊電流；此外，以上Z源逆變器中電感電流應力較大，且只能通過改變直通占空比的方式改變電壓增益。

發明內容

針對以上問題，本實用新型的目的是提供一種電感型Z源逆變器拓撲結構，該逆變器的Z源網絡中僅含有電感元件，去除了以往Z源網絡中必含有電容元件的拓撲結構；電壓增益可通過調整電感元件的數量和直通占空比兩種方式調節；在相同電壓增益條件下的電感電流應力較小。

為實現上述目的，本實用新型采用的技術方案是提供一種電感型Z源逆變器拓撲結構電感型Z源逆變器拓撲結構，該拓撲結構包括有直流電源、逆變橋，在所述直流電源與逆變橋之間僅含有電感和二極管組成的網絡；所述網絡中設有n(n≥2)個電感，則應有3×（n-1）個二極管相匹配，而形成的電感和二極管網絡，所述網絡中n個電感組成n-1個電路單元，每個單元含有二個電感和三個二極管；n個電感共組成n-1個單元；二個電感分別為1#電感和2#電感；三個二極管分別為1#二極管、2#二極管和3#二極管；對于兩個相鄰單元，前一個單元的2#電感為后一個單元的1#電感；

所述網絡中任一個單元的1#電感的一端與1#二極管的陽極相連，1#電感的另一端與2#和3#二極管的陽極相連；2#電感的一端與1#和2#二極管的陰極相連，2#電感的另一端與3#二極管的陰極相連；

當工作于直通狀態時，所述網絡中任意一個單元，1#和3#二極管導通，2#二極管截止，各單元中的1#和2#電感呈并聯連接，此時電感存儲能量；當工作于非直通狀態時，所述網絡中任意一個單元，1#和3#二極管截止，2#二極管導通，各單元中的1#和2#電感呈串聯連接，此時電感向負載釋放能量。

本實用新型的效果是：

1.除掉了電容元件作為Z源逆變器中Z源網絡中必須的組成部分，可延長系統的使用壽命、縮小系統體積和降低系統成本。

2.由于去除了電容元件，電感型Z源逆變器避免了由于電容和電感共存引起的諧振現象。

3.由于去除了電容元件，電感型Z源逆變器避免了Z源逆變器啟動時存在的沖擊電流。

4.在相同電壓增益的條件下，電感型Z源逆變器的電感電流應力小于傳統Z源逆變器和開關電感Z源逆變器。

附圖說明

圖1為本實用新型的電感型Z源逆變器拓撲結構；

圖2為傳統Z源逆變器；

圖3為準Z源逆變器；

圖4為開關電感Z源逆變器；

圖5為開關電感準Z源逆變器；

圖6為本實用新型的直通狀態時，電感型Z源逆變器拓撲結構；

圖7為本實用新型的非直通狀態時，電感型Z逆變器拓撲結構；

圖8為本實用新型的不同n值時，電感型Z源逆變器電壓增益曲線；

圖9為本實用新型的不同類型Z源逆變器和n取不同值時的電感型Z源逆變器電壓增益對比曲線；

圖10為本實用新型的電感型Z源逆變器與開關電感Z源逆變器中電感電流應力對比曲線；

圖11為本實用新型的電感型Z源逆變器與傳統Z源逆變器中電感電流應力對比曲線。

具體實施方式

結合附圖對本實用新型的電感型Z源逆變器拓撲結構加以說明。

本實用新型的逆變器的Z源網絡中僅含有電感元件，去除了以往Z源網絡中必含有電容元件的拓撲結構；電壓增益可通過調整電感元件的數量和直通占空比兩種方式調節；在相同電壓增益條件下的電感電流應力較小。

本實用新型的電感型Z源逆變器拓撲結構，該拓撲結構包括有直流電源、逆變橋，在所述直流電源與逆變橋之間僅含有電感和二極管組成的網絡；所述網絡中設有n(n≥2)個電感，則應有3×（n-1）個二極管相匹配，而形成的電感和二極管網絡，所述網絡中n個電感組成n-1個電路單元，每個單元含有二個電感和三個二極管；n個電感共組成n-1個單元；二個電感分別為1#電感和2#電感；三個二極管分別為1#二極管、2#二極管和3#二極管；對于兩個相鄰單元，前一個單元的2#電感為后一個單元的1#電感；