[实用新型]一种新型高增益Z源半桥逆变器

说明书

技术领域

本实用新型涉及电力电子电路技术领域，具体涉及一种新型高增益Z源半桥逆变器电路。

背景技术

对于常规的半桥逆变器，其逆变桥臂是与直流电压源直接并联的。但是当逆变桥臂上下两个开关管因电磁干扰误触发而同时导通时，就会在其上流过非常大的电流而使开关损坏。而且，这类半桥逆变器的交流输出电压的幅值只有直流输入电压的一半，输出电压范围较窄，属于降压型逆变器。为了提高交流侧输出电压的幅值，传统的做法是在逆变器直流侧加入一个DC/DC升压环节，构成了一个具有DC/DC和DC/AC的两级功率变换的变换器，这在一定程度上增加了整个系统的体积和容量，也增加了能量传递中的开关损耗和控制的复杂性。

实用新型内容

本实用新型的目的在于克服上述现有技术的不足，提供一种新型高增益Z源半桥逆变器，具体技术方案如下。

一种新型高增益Z源半桥逆变器，包括两个相同的第一电压源和第二电压源、第一MOS管、第二MOS管、高增益的Z源阻抗网络和负载电阻；所述高增益的Z源阻抗网络由第一电感、第二电感、第三电感、第四电感、第一二极管、第二二极管、第三二极管、第四二极管、第一电容、第二电容、第三电容、第四电容和第五二极管及第六二极管构成。

本实用新型电路具体的连接方式为：所述第一电压源的正极与第一MOS管的漏极连接；所述第一MOS管的源极分别与第二二极管的阳极、第四电感的一端、第一电容的负极和第三电容的负极连接；所述第四电感的另一端分别与第四二极管的阳极和第四电容的负极连接；所述第四二极管的阴极分别与第二二极管的阴极、第二电感的一端连接；所述第二电感的另一端分别与第二电容的负极和第五二极管的阳极连接；所述第五二极管的阴极分别与负载电阻的一端和第六二极管的阳极连接；所述第六二极管的阴极分别与第一电容的正极和第一电感的一端连接；所述第一电感的另一端分别与第一二极管的阳极和第三二极管的阳极连接；所述第三二极管的阴极分别与第三电容的正极和第三电感的一端连接；所述第三电感的另一端分别与第二电容的正极、第四电容的正极、第一二极管的阴极和第二MOS管的漏极连接；所述第二MOS管的源极与第二电压源的负极连接；所述负载电阻的另一端分别与第一电压源的负极和第二电压源的正极连接。

该半桥逆变器的升压因子B为:

其中D为第一MOS管和第二MOS管同时导通时的直通占空比。

与现有技术相比，本实用新型具有如下优点：本实用新型是把一种高增益的Z源阻抗网络并联接入到半桥逆变器的逆变桥臂和输出负载之间。该变换器利用Z源阻抗网络中电感电流不能突变的特性，从而抑制了因桥臂直通时引起的电流突变，保证了逆变桥臂中的开关管工作在安全范围内。由于该Z源半桥逆变器允许逆变桥臂直通，且Z源阻抗网络与逆变桥臂构成了升压环节。因此不会存在因电磁干扰而误直通引起桥臂开关管损坏的情况，并且通过控制逆变桥臂上下两个开关管的直通占空比可以实现逆变器的升压或降压功能。

附图说明

图1是实施方式中的一种新型高增益Z源半桥逆变器电路图。

图2a是图1所示电路在第一MOS管和第二MOS管同时导通时的等效电路图。

图2b是图1所示电路在第一MOS管导通第二MOS管关断时的等效电路图。

图2c是图1所示电路第一MOS管关断第二MOS管导通时的等效电路图。

图3a为本实用新型实例中电路的升压因子曲线与混合拓展准Z源逆变器、开关电感Z源逆变器、基于二极管二级拓展的准Z源逆变器和传统Z源逆变器的升压因子曲线比较图。

图3b是以V_i＝10V，直通占空比D＝0.2为例给出的本实用新型实例中电路直流侧和交流侧相关变量的仿真结果图。

具体实施方式

以下结合实施例及附图对本实用新型作进一步详细的描述说明，但本实用新型的实施方式不限于此。需指出的是，以下若有未特别详细说明之过程或参数，均是本领域技术人员可参照现有技术理解或实现的。