[发明专利]一种高升压增益准Z源逆变器

说明书

技术领域

本发明涉及一种电力电子变换器，尤其是涉及一种高升压增益准Z源逆变器。

背景技术

随着能源的日益短缺、环境污染严重，清洁能源越来越受到人们的关注，如风力发电、光伏发电等等，在业界内得到了飞速地发展。然而，由于部分清洁能源如风力发电、光伏发电的输出电压会受到自然环境条件的变化的影响，针对上述问题，需要在逆变电路前加入一级DC-DC变换电路。这种结构会造成电路成本增加，转换效率下降等等问题。为了解决这一问题，彭方正教授提出了一种Z源逆变器。

Z源逆变器将DC-DC变换电路与DC-AC变换电路耦合在一起，并且引入了直通零矢量的概念，使得逆变桥上下桥臂可以同时导通，增加了电路的安全性。因此Z源逆变器克服了传统逆变器的限制，提高了能源转换效率和电路可靠性、降低电路成本。上述优良特性使得Z源逆变器在清洁能源领域有着广泛的发展前景。

然而，Z源逆变器同样存在不足，如Z源逆变器器件电压应力较高、升压能力不足等等。因此，对Z源逆变器拓扑的改进是非常有必要的。

准Z源逆变器电路拓扑由Z源逆变器拓扑发展而来，是近几年来提出的一类新型电路拓扑，由于其具有诸多优点，在光伏、燃料电池等可再生能源发电领域具有重要的研究价值与广阔的应用前景。准Z源逆变器通过对Z源逆变器拓扑进行微小改动从而克服了后者的不足，同时保留Z源逆变器所有优点，在并网应用中能满足更高的要求，然而准Z源逆变器的升压能力通常通过逆变器的调制来实现，而调制策略何控制系统设计较为复杂、成本高、升压能力有限，因此器件电压应力降低的程度有限。

发明内容

本发明的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种升压能力强、升压比可调、器件电压应力小的高升压增益准Z源逆变器。

本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：

一种高升压增益准Z源逆变器，包括直流电源V_in、准Z源升压网络和三相逆变器，其特征在于，所述的准Z源升压网络包括抽头电感、第一二极管D₁、第一电容C₁、第二电容C₂和开关电感组，所述的抽头电感包括第一绕组L₁₁和第二绕组L₁₂，所述的直流电源V_in的正极与第一绕组L₁₁的一端连接，所述的第一绕组L₁₁的另一端分别与第二绕组L₁₂的一端、第二电容C₂负端连接，所述的第二绕组L₁₂的另一端与第一二极管D₁的阳极连接，所述的第一二极管D₁的阴极分别与第一电容C₁正端、开关电感组的一端连接，所述的开关电感组的另一端分别与第二电容C₂正端、三相逆变器的正端连接，所述的第一电容C₁负端分别与三相逆变器的负端、直流电源V_in的负极连接；在三相逆变器直通状态下，所述的第二电容C₂给抽头电感充电，第一电容C₁给开关电感组充电，在三相逆变器非直通状态下，所述的抽头电感给第一电容C₁充电，开关电感组给第二电容C₂充电，从而提高准Z源逆变器升压能力，降低第一电容C₁、第二电容C₂及开关电感组电压应力。

所述的开关电感组包括第二开关电感L₂、第三电感L₃、第三电容C₃、第二二极管D₂以及第三二极管D₃，所述的第一电容C₁的正端分别与第二二极管D₂的阳极、第二开关电感L₂的一端连接，所述的第二二极管D₂的阴极分别与第三电容C₃的正端、第三电感L₃的一端连接，所述的第三电容C₃的负端分别与第二开关电感L₂的另一端、第三二极管D₃的阳极连接，第三二极管D₃的阴极分别与三相逆变器的正端、第三电感L₃的另一端以及第二电容C₂的正端连接。

所述的第一电容C₁、第二电容C₂和第三电容C₃为极性电容。