[发明专利]Z源型两开关交流逆变电源

说明书

技术领域

本发明涉及一种Z源型两开关交流逆变电源，属于电能变换领域，用于光伏发电源等具有波动性的较低直流电源转化为幅值和频率恒定的交流电源，为负载供电。

背景技术

目前，能源的短缺以及环境污染问题日益严重，以风力发电、光伏发电为代表的可再生能源发电技术因其不消耗地球化石能源、对环境零排放等优点，成为最有竞争力的解决能源和环境问题的途径，获得了广泛关注，成为了当前的研究热点。

由于可再生发电源输出的电能形式对环境变化更加敏感，波动较大，难以直接为负载供电，为此需要结合相应的电能变换技术来获得满足独立供电要求的电能形式。在目前的解决方案中，对于光伏发电系统，其输出为直流形式，一种方案是采用直流-直流-交流的两级式结构实现平稳的交流电能输出。这种结构中直流侧增加的开关变换器造成系统损耗增加，效率和可靠性均有所下降。另一种方案是采用Z源型逆变器，在直流发电源和传统逆变器中间串接由两个电感和电容组成的交叉阻抗网络，利用逆变器的直通状态对电感进行储能，在非直通状态释放，进而间接实现直流电压的升压控制。在现有方案中，对于单相系统，采用两个桥臂，即四个功率器件，造成损耗较大，成本较高，有待进一步进行性能优化。

发明内容

本发明的目的在于提供一种Z源型两开关交流逆变电源，用于将可再生发电源输出的具有波动特性的较低直流电能形式转化为具有较高额定电压的幅值和频率恒定的交流电压，解决现有用于可再生发电源的交流逆变电源的结构复杂、效率较低等问题。

一种Z源型两开关交流逆变电源，其组成包括直流正极输入端的二极管（1），电感L1（2），电容C1（3），电容C2（4），电容C3（5），电感L2（6），单相桥臂（7），滤波电感L8（8），交流滤波电容C4（9），交流电压检测电路（10），偏置电路（11），主控制器（12），直流电压检测电路（13），以及隔离驱动电路（14）；

所述的二极管（1）的正极与外部直流电源的正极输出端相连，作为所述的Z源型两开关交流逆变电源的正极输入端，二极管（1）的电感L1（2）的一端以及电容C1（3）的一端相连，电感L1（2）的另一端与电容C2（4）的一端以及单相桥臂（7）的正极输入端相连，电容C1（3）的另一端与单相桥臂（7）的负极输入端以及电感L2（6）的一端相连，电容C2（4）的另一端与电容C3（5）的一端，交流滤波电容C4（9）的一端相连，作为所述的Z源型两开关交流逆变电源的一个交流输出端与负载相连，电容C3（5）的另一端与电感L2（6）的另一端以及外部直流电源的负极输出端相连，作为所述的Z源型两开关交流逆变电源的负极输入端，单相桥臂（7）的交流输出端与滤波电感L8（8）的一端相连，滤波电感L8（8）的另一端与交流滤波电容C4（9）的另一端相连，作为所述的Z源型两开关交流逆变电源的另一个交流输出端与负载相连；

    交流电压检测电路（10）的输入端与交流滤波电容C4（9）的两端相连，用于检测交流输出电压，交流电压检测电路（10）的输出端与偏置电路（11）的输入端相连，将采集到的交流输出电压信号提高到始终大于零，偏置电路（11）的输出端与主控制器（12）的第一输入端相连，直流电压检测电路（13）的输入端与电容C1（3）的两端相连，用于检测电容C1（3）的直流电压，直流电压检测电路（13）的输出端与主控制器（12）的第二输入端相连，主控制器（12）的输出端与隔离驱动电路（14）的输入端相连，隔离驱动电路（14）的输出端与单相桥臂（7）的信号输入端相连，用于驱动单相桥臂（7）的两个功率器件工作。

所述的单相桥臂（7）由第一开关管V1和第二开关管V2串联构成，第一开关管V1和第二开关管V2的连接点作为所述的单相桥臂（7）的交流输出端。