[實用新型]用于電壓型Z源逆變器的SPWM延遲控制電路

有效

• 申請號: 201520076193.9
• 申請日: 2015-02-03
• 公開（公告）號: CN204597802U
• 公開（公告）日: 2015-08-26
• 發明（設計）人: 趙青松;王燕;張浩
• 申請（專利權）人: 西安航天動力測控技術研究所
• 主分類號: H02M7/48
• 分類號: H02M7/48
• 代理公司: 西安智萃知識產權代理有限公司 61221
• 代理人: 方力平

技術領域

本實用新型涉及電壓型Z源逆變器，特別是一種用于電壓型Z源逆變器的SPWM延遲控制電路。

背景技術

2003年，房正鵬在文獻(Fang?Zheng?Peng.“Z-source?inverter”.Industry?Application.IEEE?Transactions?on?Volume:39Issue:2.Mar/Apr2003.Page(s):504-510.)中提出了Z源逆變器的概念，它引入了一個包含電感L1、L2和電容器C1、C2接成X形的二端口網絡，以提供一個阻抗網絡，將主變換器電路與電源耦合在一起。使其克服了傳統逆變器的不足，可實現:1)升降壓功能；2)同一逆變橋臂的上下開關管同時導通；3)不需要死區時間，不會導致波形的畸變。

附圖1為現有單相電壓型Z源逆變器的一般拓撲結構。在圖中，單相電壓型Z源逆變器具有5個允許的開關狀態，而不像傳統的單相電壓型逆變器只有4個，它還有一個額外的零電壓狀態(或矢量):當負載端被短路，通過任意一橋臂的上面和下面器件同時導通，或所有兩橋臂導通。在傳統的電壓源逆變器中這個零電壓狀態(或矢量)是禁止的，因為它將導致直通。我們稱這個第三種零電壓狀態(或矢量)為直通零電壓狀態(或矢量)。Z源網絡使直通零電壓狀態(或矢量)成為可能，恰恰是這個直通零電壓狀態為逆變器提供了獨特的升/降壓特性。這使Z源逆變器的SPWM調制與傳統逆變器的SPWM調制有所不同，需在其中加入直通零電壓狀態。

已知的常規的控制方法是文獻中提出的三相電壓型Z源逆變器的簡單升壓控制方法，這對與單相效果是相同的。它是在傳統的SPWM調制中，采用一個等于或大于正弦參考電壓峰值的直流電壓來控制直通占空比。Z源逆變器保持2個有效狀態不變，和傳統的正弦PWM調制一樣。

實用新型內容

本實用新型的目的是提供一種用于電壓型Z源逆變器的SPWM延遲控制電路，以便能抑制Z源逆變器輸出交流電壓波形畸變。

本實用新型的目的是這樣實現的，一種用于電壓型Z源逆變器的SPWM延遲控制電路，包括：電壓型Z源逆變器，控制電壓型Z源逆變器工作的控制電路，電壓型Z源逆變器包括直流電壓源、Z源逆變器、Z源逆變器輸出控制單元；Z源逆變器的輸入端與直流電壓源電連接；Z源逆變器的輸出端與Z源逆變器輸出控制單元電連接，其特征是：控制電路包括：一種三角波輸出的參考信號，一種正弦波信號輸出的載波信號；三角波輸出的參考信號和正弦波信號輸出的載波信號分別與電壓比較器U1的負極和正極端電連接，電壓比較器輸出分兩支路，一路支路用于控制Z源逆變器輸出控制單元的開關管G1和開關管G4，另一路支路用于控制Z源逆變器輸出控制單元的開關管G2和開關管G3；所述的用于控制Z源逆變器輸出控制單元的開關管G1和開關管G4的支路包括一個第一二輸入或門U2，一個第一延時電路U3、一個驅動門U4，電壓比較器U1的輸出形成兩路，一路直接與二輸入或門U2的一個輸入端電連接，另一路經所述的第一延時電路U3后與二輸入或門U2的另一個輸入端電連接，二輸入或門U2的輸出經第一驅動門U4后加載在開關管G1和開關管G4的控制端；所述用于控制Z源逆變器輸出控制單元的開關管G2和開關管G3支路首先經反相器U5后分兩路，一路與第二二輸入或門U6的一個輸入端電連接，另一路經第二延時電路U7后與第二二輸入或門U6的另一個輸入端電連接；第二二輸入或門U6的輸出經第二驅動門U8后與開關管G2和開關管G3的控制端電連接。

所述載波信號為10KHz的三角波，參考信號為50Hz的正弦信號。

所述的延時電路最大延時時間T_max滿足方程：由此得到延遲法是將開關管G1，開關管G2，開關管G3，開關管G4在高電平轉低電平時同時導通，產生直通零電壓狀態；式中，A₀為正弦參考信號的最大幅值，A為三角波載波信號的最大幅值。

本實用新型的優點是：控制電路檢測正弦波信號的極性，依據正弦波信號的極性確定三角波輸出的極性輸出，當正弦波信號為單極性時，三角波輸出為單極性；當正弦波信號為雙極性時，三角波輸出為雙極性；單極性時，控制電路控制電壓型Z源逆變器四個開關管的G2和G4下降沿延時；雙極性時，控制電路控制電壓型Z源逆變器四個開關管的下降沿延時，克服了簡單升壓控制方法的不足，使輸出電壓為正弦信號。同時，本實用新型實現簡單，數字電路、模擬電路都能實現。更重要的是，本實用新型提出的控制電路對單極性調制和雙極性調制都是適用的，具有適用性廣的特點。

附圖說明

圖1雙極性的一種控制電路原理圖；