一种基于新型开关电感单元的高增益双向准Z源逆变器制造技术

本实用新型专利技术提供了一种基于新型开关电感单元的高增益双向准Z源逆变器，包括直流电压源V

【技术实现步骤摘要】
一种基于新型开关电感单元的高增益双向准Z源逆变器


[0001]本技术涉及电力电子领域，具体涉及一种基于新型开关电感单元的高增益双向准Z源逆变器。

技术介绍

[0002]近些年来，功率半导体器件及控制技术得到快速的发展，并在电力电子领域得到广泛应用。随着技术的不断革新，各种电力电子设备应运而生。逆变器是一种利用电力电子开关将直流电转换成交流电的装置，在一些关键
已经有了很大的进步。
[0003]相比于两级式储能系统，单极式储能系统只有一级DC/AC环节，结构和控制简单。但是，传统的单极式储能系统采用传统电压源逆变器，只能进行降压逆变。但是，为了满足交流测并网要求，交流测需要增加升压变压器，而且传统电压源逆变器需要加入死区时间，防止电压源短路，输出电压波形谐波含量高。
[0004]为解决实际应用场合中并网逆变器所存在的局限性，在2002年，密歇根州立大学的彭方正教授提出Z源逆变器。Z源网络包括两电感和两电容，两电感和两电容构成X型结构。X型结构使得Z源逆变器能够通过直通状态(逆变桥至少一相桥臂同时开通)实现单极式升压逆变。因此Z源逆变器不需要加入死区时间，工作更可靠，输出交流电压谐波含量少。但是，传统Z源逆变器升压能力低、启动冲击大，在非正常运行状态、不具备功率双向流动能力，不适用于储能系统。而且，采用现有的方法，将传统开关电感单元的三个二极管用三个有源开关管代替，结构和控制均过于复杂。
[0005]为了解决上述的问题，本技术提出了一种基于新型开关电感单元的高增益双向准Z源逆变器。

技术实现思路

[0006]针对现有技术中存在的缺陷或不足，本技术提供一种基于新型开关电感单元的高增益双向准Z源逆变器，具有能量双向流动能力，消除了非正常运行模态，具有高升压因子、高电压增益、低Z源网络和新型开关电感单元电容电压应力、低Z源网络二极管和新型开关电感单元电流应力和低功率损耗。同时降低结构和控制的复杂度。
[0007]为了实现上述目的，本技术采取的技术方案为提供一种基于新型开关电感单元的高增益双向准Z源逆变器，其特征在于：包括直流电压源V
g
、滤波电容C、电容C
Z1
和C
Z2
、开关管S1、S2和S3、二极管D1、D2和D3、新型开关电感单元SL1和SL2和三相逆变桥P。
[0008]本技术的进一步优化，所述的一种基于新型开关电感单元的高增益双向准Z源逆变器，其特征是：所述直流电压源V
g
与滤波电容C并联，直流电压源V
g
的正极与新型开关电感单元SL1中的电容C1负极和电感L2正极连接的节点相连接；电容C
Z2
负极与新型开关电感单元SL1中的电容C2正极和电感L1负极连接的节点相连接，同时与开关管S3的发射极和二极管D3阳极连接的节点相连接；电容C
Z1
的正极与新型开关电感单元SL2中的电容C3负极和电感L4正极连接的节点相连接，同时与开关管S3的集电极和二极管D3阴极连接的节点相连接；三
相逆变桥P的直流侧正极与电容C
Z2
的正极连接，同时与新型开关电感单元SL2中的电容C4正极和电感L3负极连接的节点相连接；三相逆变桥P的直流侧负极与电容C
Z1
的负极连接，同时与直流电压源V
g
的负极连接。
[0009]本技术的进一步优化，所述的一种基于新型开关电感单元的高增益双向准Z源逆变器，其特征是：新型开关电感单元SL1，由两个电容、两个电感、一个二极管和一个开关管组成；电容C1正极与电感L1正极连接，同时与开关管S1集电极和二极管D1阴极连接的节点相连接；电容C2负极与电感L2负极连接，同时与开关管S1发射极和二极管D1阳极连接的节点相连接；电容C1负极和电感L2正极连接；电容C2正极和电感L1负极连接。
[0010]本技术的进一步优化，所述的一种基于新型开关电感单元的高增益双向准Z源逆变器，其特征是：新型开关电感单元SL2，由两个电容、两个电感、一个二极管和一个开关管组成；电容C3正极与电感L3正极连接，同时与开关管S2集电极和二极管D2阴极连接的节点相连接；电容C4负极与电感L4负极连接，同时与开关管S2发射极和二极管D2阳极连接的节点相连接；电容C3负极和电感L4正极连接；电容C4正极和电感L3负极连接。
[0011]本技术具有如下有益效果：相比于传统Z源逆变器，具有能量双向流动能力，消除了非正常运行模态，具有高升压因子、高电压增益、低Z源网络和新型开关电感单元电容电压应力、低Z源网络二极管和新型开关电感单元电流应力和低功率损耗，且适用于单极式储能系统。
附图说明
[0012]为更清楚的说明本技术，下面结合附图和具体实施方式对本技术做进一步详细的说明。
[0013]图1基于新型开关电感单元的高增益双向准Z源逆变器拓扑结构图。
[0014]图2基于新型开关电感单元的高增益双向准Z源逆变器的非直通等效电路图。
[0015]图3基于新型开关电感单元的高增益双向准Z源逆变器的直通等效电路图。
具体实施方式
[0016]下面将结合本技术实施例中的附图，对本技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，应当注意在此所述的实施例仅为本技术的部分实施例，而非本技术的全部实现方式，所述实施例只有示例性。
[0017]如图1所示，本技术提供了一种基于新型开关电感单元的高增益双向准Z源逆变器，其特征在于：包括直流电压源V
g
、滤波电容C、电容C
Z1
和C
Z2
、开关管S1、S2和S3、二极管D1、D2和D3、新型开关电感单元SL1和SL2和三相逆变桥P；所述直流电压源V
g
与滤波电容C并联，直流电压源V
g
的正极与新型开关电感单元SL1中的电容C1负极和电感L2正极连接的节点相连接；电容C
Z2
负极与新型开关电感单元SL1中的电容C2正极和电感L1负极连接的节点相连接，同时与开关管S3的发射极和二极管D3阳极连接的节点相连接；电容C
Z1
的正极与新型开关电感单元SL2中的电容C3负极和电感L4正极连接的节点相连接，同时与开关管S3的集电极和二极管D3阴极连接的节点相连接；三相逆变桥P的直流侧正极与电容C
Z2
的正极连接，同时与新型开关电感单元SL2中的电容C4正极和电感L3负极连接的节点相连接；三相逆变桥P的直流侧负极与电容C
Z1
的负极连接，同时与直流电压源V
g
的负极连接。
[0018]所述的新型开关电感单元SL1，由两个电容、两个电感、一个二极管和一个开关管组成；电容C1正极与电感L1正极连接，同时与开关管S1集电极和二极管D1阴极连接的节点相连接；电容C2负极与电感L2负极连接，同时与开关管S1发射本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于新型开关电感单元的高增益双向准Z源逆变器，其特征在于：包括直流电压源V
g
、滤波电容C、电容C
Z1
和C
Z2
、开关管S1、S2和S3、二极管D1、D2和D3、新型开关电感单元SL1和SL2和三相逆变桥P；所述直流电压源V
g
与滤波电容C并联，直流电压源V
g
的正极与新型开关电感单元SL1中的电容C1负极和电感L2正极连接的节点相连接；电容C
Z2
负极与新型开关电感单元SL1中的电容C2正极和电感L1负极连接的节点相连接，同时与开关管S3的发射极和二极管D3阳极连接的节点相连接；电容C
Z1
的正极与新型开关电感单元SL2中的电容C3负极和电感L4正极连接的节点相连接，同时与开关管S3的集电极和二极管D3阴极连接的节点相连接；三相逆变桥P的直流侧正极与电容C
Z2
的正极连接，同时与新型开关电感单元SL2中的电容C4正极和电感L3负极...

【专利技术属性】
技术研发人员：颜景斌，许森洋，王玺哲，
申请(专利权)人：哈尔滨理工大学，
类型：新型
国别省市：