[發明專利]一種Z源逆變器

在審

• 申請號: 201610176543.8
• 申請日: 2016-03-24
• 公開（公告）號: CN107231100A
• 公開（公告）日: 2017-10-03
• 發明（設計）人: 石磊;趙研峰;姚吉隆
• 申請（專利權）人: 西門子公司
• 主分類號: H02M7/44
• 分類號: H02M7/44;H02M7/46;H02M7/5387
• 代理公司: 北京康信知識產權代理有限責任公司11240
• 代理人: 李慧

技術領域

本發明涉及電路技術領域，特別是一種Z源逆變器。

背景技術

逆變器是一種將直流電轉換為交流電的設備，包括電壓源逆變器和電流源逆變器。由于在系統中存在電磁干擾，容易對逆變器造成損害，從而導致系統的可靠性較低。

在現有技術中，一般采用Z源網絡將逆變器與電源進行耦合以組成Z源逆變器，該Z源逆變器與傳統的電壓源逆變器和電流源逆變器相比，具有可實現升降壓變換以及逆變器橋臂可以直通等優點，在新能源發電領域具有廣闊的應用前景。然而現有的Z源逆變器拓撲其Z源電容電壓應力較大，從而導致逆變器體積較大，成本較高。

發明內容

有鑒于此，本發明提出了一種Z源逆變器，以降低Z源電容電壓應力。

本發明實施例提供了一種Z源逆變器，包括：

至少一個Z源網絡、逆變電路、與所述至少一個Z源網絡一一對應的至少一個電源；

其中，每一個電源的第一端連接對應的Z源網絡的第一端，每一個電源的第二端連接所述逆變電路；

每一個Z源網絡的第二端連接所述逆變電路；

所述Z源網絡包括：電感、電容和二極管組成的能量交換電路，其中，

所述逆變電路的運行狀態觸發所述能量交換電路進行能量交換。

其中，所述Z源網絡的能量交換電路包括：

由第一電感、二極管和第二電感依次串聯形成的第一串聯電路、分別并聯在第一串聯電路上的第一電容和第二電容；其中，所述第一電容的一端與第一串聯電路的一端相連，所述第一電容的另一端連接在所述二極管與所述第一電感之間；所述第二電容的一端與第一串聯電路的另一端相連，所述第二電容的另一端連接在所述二極管與所述第二電感之間。

其中，包括一個所述Z源網絡；

所述Z源網絡中所包括的第一串聯電路的一端與電源的正極性端相連，所述Z源網絡中所包括的第一串聯電路的另一端與所述逆變電路的第一輸入端相連，該電源的負極性端與所述逆變電路的第二輸入端相連。

其中，所述逆變電路由相并聯的三個子電路組成，每一個子電路包括相串聯的兩個絕緣柵雙極型晶體管IGBT；

所述相并聯的三個子電路的一端作為所述逆變電路的第一輸入端，所述相并聯的三個子電路的另一端作為所述逆變電路的第二輸入端。

其中，在所述逆變電路的運行狀態包括直通狀態時，所述Z源網絡中的二極管處于截止模式；

在所述逆變電路的運行狀態包括非直通狀態時，所述Z源網絡中的二極管處于導通模式。

其中，包括兩個所述Z源網絡；

每一個所述Z源網絡中所包括的第一串聯電路的一端與對應電源的正極性端相連；其中，

該兩個Z源網絡中的第一Z源網絡，其第一串聯電路的另一端與所述逆變電路的第三輸入端相連，與所述第一Z源網絡相連的電源的負極性端與所述逆變電路的第四輸入端相連；

該兩個Z源網絡中的第二Z源網絡，其第一串聯電路的另一端與所述逆變電路的所述第四輸入端相連，與所述第二Z源網絡相連的電源的負極性端與所述逆變電路的第五輸入端相連。

其中，所述逆變電路包括：相互連接的兩個橋臂電路以及三個二極管電路；其中，

每一個橋臂電路由相并聯的三個子電路組成，每一個子電路包括相串聯的兩個絕緣柵雙極型晶體管IGBT，該兩個橋臂電路中的第一橋臂電路的三個子電路分別與該兩個橋臂電路中的第二橋臂電路的三個子電路一一對應連接；

每一個二極管電路由串聯在一起的兩個二極管組成，每一個所述二極管電路的一端連接在對應橋臂電路中子電路的兩個IGBT之間，每一個所述二極管電路的另一端連接在與該子電路相連的另一個子電路的兩個IGBT之間；每個所述二極管電路包括的兩個二極管之間的線路點與其他每個二極管電路包括的兩個二極管之間的線路點相連；

第一橋臂電路所包括的相并聯的三個子電路的未與第二橋臂電路所包括的三個子電 路相連的一端作為所述第三輸入端，第二橋臂電路所包括的相并聯的三個子電路的未與第一橋臂電路所包括的三個子電路相連的一端作為所述第五輸入端，每一個所述二極管電路所包括的兩個二極管之間同時作為所述第四輸入端。

其中，在所述逆變電路中任意一個或兩個橋臂電路的運行狀態包括直通狀態時，與直通狀態的橋臂電路相連的Z源網絡中所包括的二極管處于截止模式；

在所述逆變電路中任意一個或兩個橋臂電路的運行狀態包括非直通狀態時，與非直通狀態的橋臂電路相連的Z源網絡中所包括的二極管處于導通模式。