[發明專利]一種多輸出Z源半橋變換器

有效

• 申請號: 201610738524.X
• 申請日: 2016-08-26
• 公開（公告）號: CN106100403B
• 公開（公告）日: 2017-09-15
• 發明（設計）人: 張桂東;陳思哲;章云
• 申請（專利權）人: 廣東工業大學
• 主分類號: H02M7/483
• 分類號: H02M7/483;H02M7/5387
• 代理公司: 北京集佳知識產權代理有限公司11227
• 代理人: 羅滿

技術領域

本發明涉及電力電子變換器技術領域，特別是涉及一種多輸出Z源半橋變換器。

背景技術

半橋變換器根據輸入電源和控制策略的不同可實現逆變的功能或者整流的功能，即可做半橋逆變器，也可做半橋整流器?，F有技術中常規的逆變橋臂直接與直流電壓源并聯，當逆變橋臂的上、下開關管因誤觸發而直通時，會流過非常大的電流而使開關管損毀。而且，這類半橋逆變器輸出交流電壓的幅值只有輸入電壓的一半，屬于降壓型逆變器，輸出電壓的范圍比較窄。為了提高輸出交流電壓的幅值，傳統的做法是在逆變器前級加入升壓環節，或在輸出端接變壓器進行升壓。在逆變器前級加入升壓環節的方案中至少需要多用一個開關管，這增加了功率傳遞中的開關損耗，也增加了控制的復雜性。在逆變器輸出端接變壓器雖然可以提高輸出電壓的幅值，但是當變壓器匝比固定時，輸出交流電壓的幅值是一定值。

目前Z源半橋變換器(如圖1)已經可以解決上述問題。然而，隨著新能源技術的市場需求，多電路輸出的電路己經變得日益迫切。因此，當需要N-1路輸出的時候，就需要N-1個Z源半橋變換器，N為不小于2的整數。然而，N-1個Z源半橋變換器需要N-1個電源，2(N-1)個儲能電容以及2(N-1)個開關管。一方面，使用的器件多，造成成本以及控制難度的提高，另一方面，很多應用場合是不允許用多個電源的。

因此，如何提供一種解決上述技術問題的多輸出Z源半橋變換器是本領域技術人員目前需要解決的問題。

發明內容

本發明的目的是提供一種多輸出Z源半橋變換器，當有N-1路輸出時，僅需要一個電源，N個直流穩壓電容以及N個開關管，減少了很多器件，結構簡單，降低了成本以及控制難度，效率高。

為解決上述技術問題，本發明提供了一種多輸出Z源半橋變換器，該變換器包括一個電源、一個二極管、N個直流穩壓電容、N個Z源阻抗以及N個開關管，N為不小于2的整數，其中：

每個Z源阻抗均包括第一電容、第二電容、第一電感以及第二電感，所述第一電感的第一端與所述第一電容的第一端連接，其公共端作為該Z源阻抗的第一端，所述第二電感的第一端與所述第二電容的第一端連接，其公共端作為該Z源阻抗的第二端，所述第一電感的第二端與所述第二電容的第二端連接，其公共端作為該Z源阻抗的第三端，所述第一電容的第二端與所述第二電感的第二端連接，其公共端作為該Z源阻抗的第四端；

第M直流穩壓電容的第一端和第二端分別對應與第M Z源阻抗的第一端和第二端連接，2≤M≤N，第一直流穩壓電容的第一端與所述二極管的陽極連接，所述二極管的陰極與第一Z源阻抗的第一端連接，所述第一直流穩壓電容的第二端與所述第一Z源阻抗的第二端連接；第(M-1)Z源阻抗的第四端與第M Z源阻抗的第三端連接，其公共端與第M-1負載的一端連接，第M-1開關管的源極與第M開關管的漏極連接，其公共端與所述第M-1負載的另一端連接，所述第一Z源阻抗的第三端與所述第一開關管的漏極連接，所述第N Z源阻抗的第四端與所述第N開關管的源極連接；所述電源的正極與所述第一直流穩壓電容的第一端連接，所述電源的負極與所述第N直流穩壓電容的第二端連接。

優選地，該變換器包括3個直流穩壓電容、3個Z源阻抗以及3個開關管。

優選地，所述開關管為NMOS。

優選地，所有直流穩壓電容的容值均相等。

優選地，所有Z源阻抗中的第一電感值均相等。

優選地，所有Z源阻抗中的第二電感值均相等。

優選地，所有Z源阻抗中的第一電容值均相等。

優選地，所有Z源阻抗中的第二電容值均相等。

本發明提供了一種多輸出Z源半橋變換器，該變換器包括一個電源、一個二極管、N個直流穩壓電容、N個Z源阻抗以及N個開關管，N為不小于2的整數，其中，每個Z源阻抗均包括第一電容、第二電容、第一電感以及第二電感。本發明提供的多輸出Z源半橋變換器，與現有技術相比，當有N-1路輸出時，僅需要一個電源，N個直流穩壓電容以及N個開關管，減少了很多器件，結構簡單，降低了成本以及控制難度，效率高。

附圖說明

為了更清楚地說明本發明實施例中的技術方案，下面將對現有技術和實施例中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發明的一些實施例，對于本領域普通技術人員來講，在不付出創造性勞動的前提下，還可以根據這些附圖獲得其他的附圖。

圖1為現有技術中的一中Z源半橋變換器的電路原理圖；

圖2為本發明提供的一種多輸出Z源半橋變換器的電路原理圖；