[实用新型]用于电压型Z源逆变器的SPWM延迟控制电路

说明书

技术领域

本实用新型涉及电压型Z源逆变器，特别是一种用于电压型Z源逆变器的SPWM延迟控制电路。

背景技术

2003年，房正鹏在文献(Fang Zheng Peng.“Z-source inverter”.Industry Application.IEEE Transactions on Volume:39Issue:2.Mar/Apr2003.Page(s):504-510.)中提出了Z源逆变器的概念，它引入了一个包含电感L1、L2和电容器C1、C2接成X形的二端口网络，以提供一个阻抗网络，将主变换器电路与电源耦合在一起。使其克服了传统逆变器的不足，可实现:1)升降压功能；2)同一逆变桥臂的上下开关管同时导通；3)不需要死区时间，不会导致波形的畸变。

附图1为现有单相电压型Z源逆变器的一般拓扑结构。在图中，单相电压型Z源逆变器具有5个允许的开关状态，而不像传统的单相电压型逆变器只有4个，它还有一个额外的零电压状态(或矢量):当负载端被短路，通过任意一桥臂的上面和下面器件同时导通，或所有两桥臂导通。在传统的电压源逆变器中这个零电压状态(或矢量)是禁止的，因为它将导致直通。我们称这个第三种零电压状态(或矢量)为直通零电压状态(或矢量)。Z源网络使直通零电压状态(或矢量)成为可能，恰恰是这个直通零电压状态为逆变器提供了独特的升/降压特性。这使Z源逆变器的SPWM调制与传统逆变器的SPWM调制有所不同，需在其中加入直通零电压状态。

已知的常规的控制方法是文献中提出的三相电压型Z源逆变器的简单升压控制方法，这对与单相效果是相同的。它是在传统的SPWM调制中，采用一个等于或大于正弦参考电压峰值的直流电压来控制直通占空比。Z源逆变器保持2个有效状态不变，和传统的正弦PWM调制一样。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种用于电压型Z源逆变器的SPWM延迟控制电路，以便能抑制Z源逆变器输出交流电压波形畸变。

本实用新型的目的是这样实现的，一种用于电压型Z源逆变器的SPWM延迟控制电路，包括：电压型Z源逆变器，控制电压型Z源逆变器工作的控制电路，电压型Z源逆变器包括直流电压源、Z源逆变器、Z源逆变器输出控制单元；Z源逆变器的输入端与直流电压源电连接；Z源逆变器的输出端与Z源逆变器输出控制单元电连接，其特征是：控制电路包括：一种三角波输出的参考信号，一种正弦波信号输出的载波信号；三角波输出的参考信号和正弦波信号输出的载波信号分别与电压比较器U1的负极和正极端电连接，电压比较器输出分两支路，一路支路用于控制Z源逆变器输出控制单元的开关管G1和开关管G4，另一路支路用于控制Z源逆变器输出控制单元的开关管G2和开关管G3；所述的用于控制Z源逆变器输出控制单元的开关管G1和开关管G4的支路包括一个第一二输入或门U2，一个第一延时电路U3、一个驱动门U4，电压比较器U1的输出形成两路，一路直接与二输入或门U2的一个输入端电连接，另一路经所述的第一延时电路U3后与二输入或门U2的另一个输入端电连接，二输入或门U2的输出经第一驱动门U4后加载在开关管G1和开关管G4的控制端；所述用于控制Z源逆变器输出控制单元的开关管G2和开关管G3支路首先经反相器U5后分两路，一路与第二二输入或门U6的一个输入端电连接，另一路经第二延时电路U7后与第二二输入或门U6的另一个输入端电连接；第二二输入或门U6的输出经第二驱动门U8后与开关管G2和开关管G3的控制端电连接。

所述载波信号为10KHz的三角波，参考信号为50Hz的正弦信号。

所述的延时电路最大延时时间T_max满足方程：由此得到延迟法是将开关管G1，开关管G2，开关管G3，开关管G4在高电平转低电平时同时导通，产生直通零电压状态；式中，A₀为正弦参考信号的最大幅值，A为三角波载波信号的最大幅值。

本实用新型的优点是：控制电路检测正弦波信号的极性，依据正弦波信号的极性确定三角波输出的极性输出，当正弦波信号为单极性时，三角波输出为单极性；当正弦波信号为双极性时，三角波输出为双极性；单极性时，控制电路控制电压型Z源逆变器四个开关管的G2和G4下降沿延时；双极性时，控制电路控制电压型Z源逆变器四个开关管的下降沿延时，克服了简单升压控制方法的不足，使输出电压为正弦信号。同时，本实用新型实现简单，数字电路、模拟电路都能实现。更重要的是，本实用新型提出的控制电路对单极性调制和双极性调制都是适用的，具有适用性广的特点。

附图说明

图1双极性的一种控制电路原理图；