[實(shí)用新型]一種雙輸入正激型Z源直流電壓變換器

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201720863271.9
• 申請(qǐng)日: 2017-07-17
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN207039459U
• 公開(kāi)（公告）日: 2018-02-23
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 陳艷峰;陳柱;張波;丘東元
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 華南理工大學(xué)
• 主分類(lèi)號(hào): H02M3/335
• 分類(lèi)號(hào): H02M3/335;H02M1/14
• 代理公司: 廣州市華學(xué)知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司44245
• 代理人: 馮炳輝

技術(shù)領(lǐng)域

本實(shí)用新型涉及電力電子變換器的技術(shù)領(lǐng)域，尤其是指一種雙輸入正激型Z源直流電壓變換器。

背景技術(shù)

面對(duì)日益嚴(yán)峻的能源危機(jī)和環(huán)境污染問(wèn)題，尋找新能源來(lái)替代日益枯竭的化石能源已成為當(dāng)務(wù)之急。但是，太陽(yáng)能、燃料電池等新能源的輸出特性往往不滿足現(xiàn)有工業(yè)體系的電能質(zhì)量要求，需要經(jīng)過(guò)電能變換才能夠使用。

一方面，傳統(tǒng)的Z源變換器和準(zhǔn)Z源變換器能夠在低占空比時(shí)獲得較大的輸出電壓，克服了Boost變換器由于極限占空比所引起的開(kāi)關(guān)管和二極管電壓電流尖峰等缺陷。但是，傳統(tǒng)的Z源直流電壓變換器、準(zhǔn)Z源直流電壓變換器和基于變壓器的Z源直流電壓變換器的輸入側(cè)和輸出側(cè)均不能實(shí)現(xiàn)電氣隔離，在高電壓增益的場(chǎng)合對(duì)設(shè)備的安全和絕緣保護(hù)產(chǎn)生不利的沖擊，降低了設(shè)備的壽命和可靠性。

另一方面，傳統(tǒng)的正激變換器屬于Buck變換器的衍生拓?fù)洌枰劳性褦?shù)比的增加來(lái)提高輸出電壓增益。同時(shí)，為了防止變壓器的勵(lì)磁電感飽和和保證在每個(gè)開(kāi)關(guān)周期內(nèi)變壓器都能磁心復(fù)位，開(kāi)關(guān)管的占空比一般小于0.5，這將進(jìn)一步降低了輸出電壓的增益。

發(fā)明內(nèi)容

本實(shí)用新型的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)的不足與缺點(diǎn)，提供了一種雙輸入正激型Z源直流電壓變換器，適用于需要高增益、多輸入和隔離型的電力電子電路。

為實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型所提供的技術(shù)方案為：一種雙輸入正激型Z源直流電壓變換器，包括第一電壓源、第二電壓源、第一電容、第二電容、電感、開(kāi)關(guān)管、第一二極管、第二二極管、第三二極管、負(fù)載和三繞組變壓器；所述三繞組變壓器的第一繞組作為原邊，第二繞組作為副邊，第三繞組作為復(fù)位繞組；所述第一電壓源的正極分別與第二電壓源的負(fù)極、第一電容的負(fù)極連接；所述第一電壓源的負(fù)極和開(kāi)關(guān)管的源極連接；所述第二電壓源的正極和第一二極管的陽(yáng)極連接；所述開(kāi)關(guān)管的漏極和第一繞組的異名端連接；所述第一二極管的陰極和第三繞組的同名端連接；所述第一電容的正極分別與第一繞組的同名端和第三繞組的異名端連接；所述第二繞組的同名端與第二二極管的陽(yáng)極連接，其異名端分別與第三二極管的陽(yáng)極、第二電容的負(fù)極和負(fù)載的一端連接；所述第二二極管的陰極分別與第三二極管的陰極和電感的一端連接；所述電感的另一端分別與第二電容的正極和負(fù)載的另一端連接；

其中，在單個(gè)輸入的情況下，所述Z源直流電壓變換器只需要一個(gè)電源，其他電源短接或輸入值為零，即第一電壓源和第二電壓源保留任意一個(gè)電源作為輸入，而其他電源短接或輸入值為零；在雙輸入的情況下，所述Z源直流電壓變換器的第一電壓源和第二電壓源均保留。

所述第一電壓源、開(kāi)關(guān)管和第一繞組依次串聯(lián)構(gòu)成一個(gè)支路，在同一個(gè)支路內(nèi)，第一電壓源、開(kāi)關(guān)管和第一繞組的位置能夠交換；所述第二電壓源、第一二極管和第三繞組依次串聯(lián)構(gòu)成一個(gè)支路，在同一個(gè)支路內(nèi)，第二電壓源、第一二極管和第三繞組的位置能夠交換。

本實(shí)用新型與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有如下優(yōu)點(diǎn)與有益效果：

1、本實(shí)用新型采用正激變換器的結(jié)構(gòu)，同時(shí)兼有正激變換器和Z源變換器的優(yōu)點(diǎn)，具體為電路簡(jiǎn)單、成本低、可靠性高、驅(qū)動(dòng)電路簡(jiǎn)單等。

2、實(shí)現(xiàn)了輸入和輸出側(cè)的電壓隔離，有利于設(shè)備的電氣絕緣，同時(shí)輸出側(cè)電壓電流紋波小。

3、可以在低占空比實(shí)現(xiàn)較高的電壓增益，實(shí)現(xiàn)了雙輸入。

附圖說(shuō)明

圖1是本實(shí)用新型所述雙輸入正激型Z源直流電壓變換器的電路圖。

圖2a、圖2b分別是本實(shí)用新型所述的雙輸入正激型Z源直流電壓變換器在開(kāi)關(guān)管S導(dǎo)通和關(guān)斷中兩個(gè)主要階段的等效電路圖。圖中實(shí)線表示變換器中有電流流過(guò)的部分，虛線表示變換器中無(wú)電流流過(guò)的部分。

圖3是本實(shí)用新型電路的仿真主要工作波形圖。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合具體實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步說(shuō)明。