[實(shí)用新型]一種雙管正激型Z源直流電壓變換器

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201720863516.8
• 申請日: 2017-07-17
• 公開（公告）號(hào): CN207039460U
• 公開（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（專利權(quán)）人: 華南理工大學(xué)
• 主分類號(hào): H02M3/335
• 分類號(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，尤其是指一種雙管正激型Z源直流電壓變換器。

背景技術(shù)

高效直流電能變換技術(shù)是現(xiàn)代電力電子技術(shù)的關(guān)鍵研究領(lǐng)域之一，而基本的直流變換器拓?fù)渥鳛楣羌埽菑母旧现纹鹆酥绷麟娔茏儞Q技術(shù)。

雙管正激變換器作為一種中小功率的開關(guān)電源，由于具有電路結(jié)構(gòu)簡單，控制方式方便，輸入和輸出電氣隔離等特點(diǎn)，在對安全和絕緣要求高的隔離型場合具有很大的應(yīng)用。然而，雙管正激變換器屬于Buck變換器的衍生拓?fù)洌瑸榱吮ＷC磁芯復(fù)位和防止勵(lì)磁電感飽和，其實(shí)際運(yùn)行的占空比小于0.5，進(jìn)一步降低了輸出電壓的增益。

近些年來提出的Z源變換器、準(zhǔn)Z源變換器和基于變壓器的Z源變換器盡管能夠均能在占空比小于0.5時(shí)實(shí)現(xiàn)輸出電壓增益的大幅上升，但是均不能實(shí)現(xiàn)輸入和輸出的電氣隔離，嚴(yán)重限制了Z源系列拓?fù)涞膽?yīng)用場合。

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)，提供了一種雙管正激型Z源直流電壓變換器，適用于需要高增益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：一種雙管正激型Z源直流電壓變換器，包括第一電壓源、第二電壓源、第三電壓源、第四電壓源、第五電壓源、第一電容、第二電容、第一開關(guān)管、第二開關(guān)管、第一二極管、第二二極管、第三二極管、第四二極管、電感、負(fù)載和變壓器；所述變壓器的第一繞組作為變壓器的原邊，第二繞組作為變壓器的副邊；所述第一電容的正極分別與第一開關(guān)管的漏極和第二二極管的陰極連接；所述第一電容的負(fù)極分別與第二開關(guān)管的源極和第一二極管的陽極連接；所述第一電壓源的負(fù)極與第一開關(guān)管的源極連接，其正極分別與第三電壓源的負(fù)極和第四電壓源的正極連接；所述第四電壓源的負(fù)極與第一二極管的陰極連接；所述第三電壓源的正極與第一繞組的同名端連接；所述第五電壓源的正極與第二二極管的陽極連接，其負(fù)極分別與第二電壓源的負(fù)極和第一繞組的異名端連接；所述第二繞組的同名端和第三二極管的陽極連接，其異名端分別與第四二極管的陽極、第二電容的負(fù)極和負(fù)載的一端連接；所述第三二極管的陰極分別與第四二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，即第一電源、第二電源、第三電源、第四電源和第五電源中保留任意一個(gè)電源作為輸入，而其他四個(gè)電源短接或輸入值為零；同理，在雙輸入的情況下，所述Z源直流電壓變換器只需要兩個(gè)電源，其他電源短接或輸入值為零，即第一電源、第二電源、第三電源、第四電源和第五電源中保留任意兩個(gè)電源作為輸入，而其他三個(gè)電源短接或輸入值為零；同理，在三輸入的情況下，所述Z源直流電壓變換器只需要三個(gè)電源，其他電源短接或輸入值為零，即第一電源、第二電源、第三電源、第四電源和第五電源中保留任意三個(gè)電源作為輸入，而其他兩個(gè)電源短接或輸入值為零；同理，在四輸入的情況下，所述Z源直流電壓變換器只需要四個(gè)電源，其他電源短接或輸入值為零，即第一電源、第二電源、第三電源、第四電源和第五電源中保留任意四個(gè)電源作為輸入，而其他電源短接或輸入值為零；同理，在五輸入的情況下，所述Z源直流電壓變換器的第一電源、第二電源、第三電源、第四電源和第五電源均保留。

所述第一電壓源和第一開關(guān)管依次串聯(lián)構(gòu)成一個(gè)支路，在同一個(gè)支路內(nèi)，第一電壓源和第一開關(guān)管的位置能夠交換，但依據(jù)電流的流向必須是第一電壓源的正極串聯(lián)第一開關(guān)管的漏極，或第一開關(guān)管的源極串聯(lián)第一電壓源的負(fù)極。

所述第二電壓源和第二開關(guān)管依次串聯(lián)構(gòu)成一個(gè)支路，在同一個(gè)支路內(nèi)，第二電壓源和第二開關(guān)管的位置能夠交換，但依據(jù)電流的流向必須是第二電壓源的正極串聯(lián)第二開關(guān)管的漏極，或第二開關(guān)管的源極串聯(lián)第二電壓源的負(fù)極。

所述第三電壓源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)，第三電壓源和第一繞組的位置能夠交換，但依據(jù)電流的流向必須是第三電壓源的正極串聯(lián)第一繞組的同名端，或第一繞組的異名端串聯(lián)第三電壓源的負(fù)極。

所述第四電壓源和第一二極管依次串聯(lián)構(gòu)成一個(gè)支路，在同一個(gè)支路內(nèi)，第四電壓源和第一二極管的位置能夠交換，但依據(jù)電流的流向必須是第四電壓源的正極串聯(lián)第一二極管的陽極，或第一二極管的陰極串聯(lián)第四電壓源的負(fù)極。

所述第五電壓源和第二二極管依次串聯(lián)構(gòu)成一個(gè)支路，在同一個(gè)支路內(nèi)，第五電壓源和第二二極管的位置能夠交換，但依據(jù)電流的流向必須是第五電壓源的正極串聯(lián)第二二極管的陽極，或第二二極管的陰極串聯(lián)第五電壓源的負(fù)極。