[实用新型]一种双管Z源直流电压变换器

说明书

技术领域

本实用新型涉及电力电子变换器的技术领域，尤其是指一种双管Z源直流电压变换器。

背景技术

随着工业生产的快速发展，大功率、高增益的变换器在需要电能变换的场合发挥着越来越重要的作用。近些年来提出的Z源变换器实现了低占空比时获得较大的输出电压，克服了Boost变换器由于极限占空比所导致的开关管和二极管峰值电流过大等缺陷。然而，传统的Z源变换器输入电流不连续，不利于输入侧滤波，同时Z源变换器采用了两个电容、两个电感，不利于减小系统的体积和提高系统的功率密度。

发明内容

本实用新型的目的在于克服现有技术的不足与缺点，提供了一种双管Z源直流电压变换器，适用于需要高增益非隔离型的电力电子电路。

为实现上述目的，本实用新型所提供的技术方案为：一种双管Z源直流电压变换器，包括电压源、电感、电容、第一开关管、第二开关管、第一二极管、第二二极管和负载；所述电压源的正极与电感的一端连接，其负极分别与第一开关管的源极和第一二极管的阴极连接；所述第一开关管的漏极分别与第二二极管的阴极、电容的正极和负载的一端连接；所述第二开关管的漏极分别与第二二极管的阳极和电感的另一端连接；所述第二开关管的源极分别与第一二极管的阳极、电容的负极和负载的另一端连接。

所述电压源和电感依次串联构成一个支路，在同一个支路内，电压源和电感的位置能够交换，但依据电流的流向必须是电压源的正极串联电感的一端，或电感的另一端串联电压源的负极。

本实用新型与现有技术相比，具有如下优点与有益效果：

本实用新型结构简单，控制方式方便，输入电流连续，且能够在低占空比实现较高的输出电压增益，电路不存在启动冲击问题。

附图说明

图1是本实用新型所述双管Z源直流电压变换器的电路原理图。

图2a、图2b分别是本实用新型所述双管Z源直流电压变换器在第一开关管S₁和第二开关管S₂导通和关断中两个主要阶段的等效电路图，图中实线表示变换器中有电流流过的部分，虚线表示变换器中无电流流过的部分。

图3是本实用新型电路的仿真主要工作波形图。

具体实施方式

下面结合具体实施例对本实用新型作进一步说明。

参见图1所示，本实施例所提供的双管Z源直流电压变换器，包括电压源V_i、电感L、电容C、第一开关管S₁、第二开关管S₂、第一二极管D₁、第二二极管D₂和负载R；所述电压源V_i的正极与电感L的一端连接，其负极分别与第一开关管S₁的源极和第一二极管D₁的阴极连接；所述第一开关管S₁的漏极分别与第二二极管D₂的阴极、电容C的正极和负载R的一端连接；所述第二开关管S₂的漏极分别与第二二极管D₂的阳极和电感L的另一端连接；所述第二开关管S₂的源极分别与第一二极管D₁的阳极、电容C的负极和负载R的另一端连接。

电压源V_i和电感L依次串联构成一个支路，在同一个支路内，电压源V_i和电感L的位置可以交换，但依据电流的流向必须是电压源V_i的正极串联电感L的一端，或电感L的另一端串联电压源V_i的负极。

第一开关管S₁和第二开关管S₂导通时，电压源V_i和电容C对电感L充电；电容C为负载R供电。第一开关管S₁和第二开关管S₂关断时，电压源V_i和电感L通过第一二极管D₁和第二二极管D₂对电容C充电，同时给负载R供电。本实用新型结构简单，控制方式方便，能够在低占空比实现较高的输出电压增益。

参见图2a、图2b所示，给出了第一开关管S₁和第二开关管S₂导通和关断中两个主要阶段的等效电路图。结合图2a、图2b，本实施例上述的双管Z源直流电压变换器的工作过程如下：