[发明专利]一种适用于电压型准Z源逆变器的软开关电路

说明书

本发明涉及电力电子变换技术领域，特别是一种适用于电压型准Z源逆变器的软开关电路，所述电压型准Z源逆变器由直流电源V_DC、阻抗网络、软开关电路、逆变桥、滤波器和交流电网或交流负载级联构成，所述软开关电路连接于阻抗网络与逆变桥之间，所述软开关电路包括谐振电感L_r、谐振电容C_r、主功率开关管S_C及其反并联二极管D_sc、辅助功率开关管S_al及其反并联二极管D_sal。该软开关电路可实现电压型准Z源逆变器直通桥臂的软开关，减少准Z源逆变器直通状态的开关损耗。

技术领域

本发明涉及电力电子变换技术领域，特别是一种适用于电压型准Z源逆变器的软开关电路。

背景技术

准Z源逆变器具有单级升降压、结构简洁、允许桥臂直通、输入电流连续、阻抗网络电容电压应力小、没有启动电流冲击等优点，适合应用在光伏、风力等输入电压变化范围大的新能源发电场合。当准Z源逆变器工作状态切换到直通状态时，直通桥臂会承受较大的电流应力。如果直通桥臂的开通是硬开通，显然会产生较大的开关损耗。直通桥臂的开关损耗是准Z源逆变器开关损耗的重要组成部分。因此，实现直通桥臂的软开关具有重要的研究意义。

目前，能够实现直通桥臂软开关的方案主要有两种，一种是采用有源箝位软开关技术的串联谐振软开关电路，另一种是借助耦合电感的并联谐振软开关电路。

采用有源箝位软开关技术的串联谐振软开关电路中辅助谐振电路由一个有源开关器件、一个谐振电感和一个钳位电容组成，通过采用新型的空间矢量调制策略实现了开关管的零电压开关，能够抑制逆变桥反并联二极管的反向恢复过程，具有控制简单、硬件成本低、开关管的电压应力小等优点，但是这种软开关电路的谐振电感被安置在直流母线上，增加了辅助谐振单元的总损耗；另一种是借助耦合电感的并联谐振软开关电路，辅助谐振电路中采用具有相同匝数的耦合电感、辅助开关管和阻断二极管来实现直通桥臂的软开关，存在谐振电路拓扑复杂、硬件成本高、辅助开关管电流应力大、损耗大等问题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种适用于电压型准Z源逆变器的软开关电路，该软开关电路可实现电压型准Z源逆变器直通桥臂的软开关，减少准Z源逆变器直通状态的开关损耗。

为实现上述目的，本发明的技术方案是：一种适用于电压型准Z源逆变器的软开关电路，所述电压型准Z源逆变器由直流电源V_DC、阻抗网络、软开关电路、逆变桥、滤波器和交流电网或交流负载级联构成，所述软开关电路连接于阻抗网络与逆变桥之间，所述软开关电路包括谐振电感L_r、谐振电容C_r、主功率开关管S_C及其反并联二极管D_sc、辅助功率开关管S_al及其反并联二极管D_sal。

进一步地，所述软开关电路中，谐振电感L_r一端与所述阻抗网络相连，谐振电感L_r另一端与辅助开关管S_al的发射极相连，主功率开关管S_C的集电极与谐振电容C_r一端以及所述阻抗网络相连，主功率开关管S_C的发射极与辅助开关管S_al的集电极、谐振电容C_r另一端以及所述逆变桥的正输入端相连。