[发明专利]一种单相Z源高频链矩阵式逆变器拓扑及SPWM调制方法

摘要

本发明公开了一种单相Z源高频链矩阵式逆变器拓扑及SPWM调制方法，所述单相Z源高频链矩阵式逆变器拓补由电源网络、Z源网络、H桥单相逆变器、高频变压器、矩阵式变换器、LC型滤波器依次连接构成；变压器前级的调制方法是将SPWM信号发生环节所产生的SPWM波通过升压脉宽调制逻辑处理，得到带直通信号的H桥单相逆变器驱动信号，使变压器前级电路输出单极性三态方波，以实现向输出负载侧传递能量的控制；变压器后级的调制方法为SPWM解结耦调制，该调制将变压器后级的矩阵变换器解耦成两个普通逆变器进行控制。所述拓补是在高频链矩阵式逆变器的基础上加上了Z源网络，使其具有升降压的功能。本发明具有功率变换等级少、能量双向流动、结构简单可靠等优点。

主权项

一种单相Z源高频链矩阵式逆变器拓扑，其特征在于：所述逆变器拓扑由电源网络、Z源网络、H桥单相逆变器、高频变压器、矩阵式变换器、LC型滤波器连接构成；所述电源网络由直流输入电压udc、二极管D1、可控开关管Q5、电容C3组成；Z源网络由电感L1、电感L2、电容C1、电容C2组成；H桥单相逆变器由可控开关管Q1、可控开关管Q2、可控开关管Q3、可控开关管Q4组成；矩阵变换器由可控开关管SP1、可控开关管SP2、可控开关管SP3、可控开关管SP4、可控开关管Sn1、可控开关管Sn2、可控开关管Sn3、可控开关管Sn4组成；LC型滤波器由电感Lf、电容Cf和负载R组成；直流输入电压udc的正极与二极管D1的阳极相连，二极管D1的阴极分别与可控开关管Q5的发射极、电容C3的一端相连，可控开关管Q5的集电极分别与电感L1的一端、电容C1的一端相连；电容C3的另一端分别与直流输入电压udc的负极、电感L2的一端、电容C2的一端相连；电感L1的另一端分别与电容C2的另一端、可控开关管Q1的集电极、可控开关管Q3的集电极相连；电感L2的另一端分别与电容C1的另一端、可控开关管Q2的发射极、可控开关管Q4的发射极相连；可控开关管Q1的发射极与可控开关管Q2的集电极相连，相连后与高频变压器T原边的一端相连；可控开关管Q3的发射极与可控开关管Q4的集电极相连，相连后与高频变压器T原边的另一端相连；高频变压器T副边的一端分别与可控开关管SP1的集电极、可控开关管SP2的集电极相连；可控开关管SP1的发射极与可控开关管Sn4的发射极相连，可控开关管Sn4的集电极分别与可控开关管SP3的集电极、电感Lf的一端相连；可控开关管SP3的发射极与可控开关管Sn2的发射极相连；可控开关管SP2的发射极与可控开关管Sn3的发射极相连，可控开关管Sn3的集电极分别与可控开关管SP4的集电极、电容Cf的一端、负载R的一端相连，负载R的另一端分别与电感Lf的另一端、电容Cf的另一端相连；可控开关管SP4的发射极与可控开关管Sn1的发射极相连，高频变压器T副边的另一端分别与可控开关管Sn2的集电极、可控开关管Sn1的集电极相连。