[发明专利]一种单相Z源升压型变频交流-交流变换器

说明书

本发明一种单相Z源升压型变频交流‑交流变换器，能实现升压及变频交流‑交流变换；所述Z源升压型变频交流‑交流变换器由一个Z源网络、一个双向开关、一个极性开关单元以、电源和负载组成；其中Z源网络包括两个无极性储能电容和两个储能电感，双向开关为两个全控型MOSFET开关器件源极串联而成，极性开关单元为一个全控型MOSFET器件与一个二极管串联而成；通过控制各个开关的控制时序，可以得到不同幅值及不同频率的交流输出电压，控制方式简单。相对传统交流变换器采用更少的开关器件，具有能量转换效率高、重量轻、功率密度高、器件总功率等级低等优点且具备安全换流特性，适用于需要变压变频交流输出的应用场合。

技术领域

本发明涉及一种交流-交流变换器，尤其涉及一种单相Z源升压型变频交流-交流变换器。

背景技术

许多工业应用，如可调速驱动装置，要求交流-交流变换系统具有灵活的输出电压调节能力。最重要的是电压幅值调节能力与变频能力。传统的直接交流-交流变换器结构简单，有宽范围电压调节能力，输出波形较好，但是缺乏变频能力因此不适用于许多应用场合；交流-直流-交流变换器通过多级能量变换可以得到任意幅值和频率的输出电压，但是需要较大的直流母线电容和电感，增加了成本，体积和功率损耗；传统矩阵变换器可以得到理想的变频交流输出，但是其结构与控制策略比较复杂。近年来单相可变频交流-交流变换器被提出，其结构和控制策略相比于矩阵变换器较简单，能够实现输出电压的幅值调节和频率调节。适用于工业上对电压波形质量要求相对不高的场合，如射频感应加热装置，中频变压器隔离的牵引变流器和风机变换器以及动态电压恢复器等。

发明内容

本发明的目的在于提供一种单相Z源升压型变频交流-交流变换器，能实现升降压以及变频交流电压输出。

本发明采用如下技术方案：

本发明包括交流电源、输入电容、一个双向开关、一个Z源网络、一个极性开关单元、输出滤波电容和负载；所述Z源网络包括两个输入端和两个输出端；所述极性开关单元包括两个输入端和两个输出端；

所述双向开关由第一开关S_1a，第二开关S_1b组成；所述Z源网络由第一储能电感L₁，第二储能电感L₂，第一储能电容C₁，第二储能电容C₂组成；所述极性开关单元由第三开关S_2a，第四开关S_2b，第五开关S_3a，第六开关S_3b以及第一二极管D_1a，第二二极管D_1b，第三二极管D_2a，第四二极管D_2b，第五二极管D_3a，第六二极管D_3b组成；