开关电感Γ型Z源逆变器拓扑结构制造技术

一种开关电感Γ型Z源逆变器拓扑结构，该拓扑结构包括有直流电源、逆变桥，其特征在于：在所述直流电源与逆变桥之间加入一个含有开关电感单元的Γ型Z源网络，即在逆变桥的前端连接含有开关电感单元的Γ型Z源网络。本实用新型专利技术的效果是使该逆变器在电压放大过程中始终保持Z源网络中的电容电压应力为直流电源电压的2倍，避免了传统Z源逆变器中电容电压应力随直通占空比的增加而增加；与传统Z源逆变器和开关电感Z源逆变器相比，在相同电压增益的条件下，降低了电感电流应力；提高了直通占空比很小时的电压增益；可避免系统启动时冲击电流对逆变桥的影响。（*该技术在2023年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】
【专利摘要】一种开关电感Γ型Z源逆变器拓扑结构，该拓扑结构包括有直流电源、逆变桥，其特征在于：在所述直流电源与逆变桥之间加入一个含有开关电感单元的Γ型Z源网络，即在逆变桥的前端连接含有开关电感单元的Γ型Z源网络。本技术的效果是使该逆变器在电压放大过程中始终保持Z源网络中的电容电压应力为直流电源电压的2倍，避免了传统Z源逆变器中电容电压应力随直通占空比的增加而增加；与传统Z源逆变器和开关电感Z源逆变器相比，在相同电压增益的条件下，降低了电感电流应力；提高了直通占空比很小时的电压增益；可避免系统启动时冲击电流对逆变桥的影响。【专利说明】开关电感gamma型Z源逆变器拓扑结构
本技术涉及一种开关电感gamma型Z源逆变器拓扑结构。
技术介绍
现有的Z源逆变器的拓扑结构有多种，如:如图2所示的传统Z源逆变器、如图3所示的准Z源逆变器、如图4所示的开关电感Z源逆变器和如图5所示的准开关电感Z源逆变器等。从图2~5可以看出，以上各种Z源逆变器中除了有电感以外，均含有两个电容元件，且电容的电压应力随着直通占空比的增加而增加。由于电容电压应力变化范围较大，这将降低电容的使用寿命，并限制了直通占空比的大小；系统启动时可能存在冲击电流；此外，以上Z源逆变器中电感电流应力较大。
技术实现思路
针对以上问题，本技术的目的是提供一种开关电感gamma型Z源逆变器的拓扑结构，该逆变器的Z源网络中仅含有一个电容元件，并使电容电压应力为一定值，并在相同电压增益条件下降低了电感电流应力。为实现上述目的，本技术采用的技术方案是:一种开关电感gamma型Z源逆变器拓扑结构，该拓扑结构包括有直流电源、逆变桥，其特征在于:在所述直流电源与逆变桥之间加入一个含有开关电感单元的gamma型Z源网络，即在逆变桥的前端连接含有开关电感单元的gamma型Z源网络。所述含有开关电感单元的gamma型Z源网络包括三个电感、一个电容和四个二极管；设三个电感分别为1#电感L1、2#电感L2和3#电感L3 ;四个二极管分别为1# 二极管D”2#二极管D2、3# 二极管D3和4# 二极管D4 ;—个电容为1#电容C ;所述1# 二极管D1的阳极与直流电源Vdc的正极相连，D1的阴极分别与1#电感L1的一端、2#电感L2的一端和2# 二极管D2的阳极相连;1#电感L1的另一端与电容C的正极相连，电容C的负极与直流电源Vdc的负极和逆变桥的下桥臂相连；2#电感L2的另一端与3# 二极管D3和4# 二极管D4的阳极相连;3#电感L3的一端与2# 二极管D2的阴极和3# 二极管D3的阴极相连，3#电感L3的另一端与4# 二极管D4的阴极和逆变桥的上桥臂相连。所述L1=L2=L3=L, L为含有开关电感单元的gamma型Z源网络中电感元件的电感量。本技术具有如下的优点和技术效果:1.将传统的Z源网络中含有两个电容，减为仅含有一个电容，且在升压过程中电容电压应力为一定值，可延长系统的使用寿命、缩小系统体积和降低系统成本。2.在相同的电压增益下，电容电压应力为一定值，与其它类型Z源逆变器相比降低了电容电压应力。3.由于开关电感单元在逆变桥的前端，所以该逆变器可避免系统启动时对逆变桥的冲击电流。4.在相同电压增益的条件下，开关电感gamma型Z源逆变器的电感电流增益小于传统Z源逆变器和开关电感Z源逆变器。【专利附图】【附图说明】:图1为本技术的电感型Z源逆变器拓扑结构；图2为传统Z源逆变器；图3为准Z源逆变器；图4为开关电感Z源逆变器；图5为开关电感准Z源逆变器；图6为本技术在直通状态时，开关电感r型Z源逆变器拓扑结构；图7为本技术在非直通状态时，开关电感r型Z逆变器拓扑结构；图8为传统Z源逆变器、开关电感Z源逆变器和开关电感r型Z源逆变器电压增益对比曲线；图9为传统Z源逆变器、开关电感Z源逆变器和开关电感r型Z源逆变器电容电压应力对比曲线；图10为传统Z源逆变器和开关电感r型Z源逆变器电感电流应力对比曲线；图11为开关电感Z源逆变器和开关电感r型Z源逆变器电感电流应力对比曲线。【具体实施方式】结合附图对本技术的电感型Z源逆变器拓扑结构加以说明。本技术的逆变器的开关电感r型Z源网络中仅含有一个电容元件；在升压过程中，电容电压应力为一定值；在相同电压增益条件下的电感电流应力较小。如图1所示:一种开关电感r型Z源逆变器拓扑结构，该拓扑结构包括有直流电源、逆变桥。在所述直流电源与逆变桥之间加入一个含有开关电感单元的r型z源网络，即在逆变桥的前端连接含有开关电感单元的r型z源网络。所述含有开关电感单元的r型Z源网络包括三个电感、一个电容和四个二极管；其中，三个电感分别为1#电感L1、2#电感L2和3#电感L3 ;四个二极管分别为1# 二极管D”2# 二极管D2、3# 二极管D3和4# 二极管D4;—个电容为1#电容C;所述1# 二极管D1的阳极与直流电源Vdc的正极相连，D1的阴极分别与1#电感L1的一端、2#电感L2的一端和2# 二极管D2的阳极相连;1#电感L1的另一端与电容C的正极相连，电容C的负极与直流电源Vdc的负极和逆变桥的下桥臂相连；2#电感L2的另一端与3# 二极管D3和4# 二极管D4的阳极相连;3#电感L3的一端与2# 二极管D2的阴极和3# 二极管D3的阴极相连，3#电感L3的另一端与4# 二极管D4的阴极和逆变桥的上桥臂相连。所述L1=L2=L3=L, L为含有开关电感单元的r型Z源网络中电感元件的电感量。如图6所示:当工作于直通状态时，r型Z源网络中1#、2#和4# 二极管DpD2和D4导通，3# 二极管D3截止，其中2#和3#电感L2和L3呈并联连接，此时电感存储能量；如图7所示:当工作于非直通状态时，r型Z源网络中1#、2#和4# 二极管Dp D2和D4截止，3# 二极管D3导通，其中2#和3#电感L2和L3呈串联连接，此时电感向负载释放能量，该Z源逆变器的电压增益为:【权利要求】1.一种开关电感Gamma型Z源逆变器拓扑结构，该拓扑结构包括有直流电源、逆变桥，其特征在于:在所述直流电源与逆变桥之间加入一个含有开关电感单元的Gamma型Z源网络，即在逆变桥的前端连接含有开关电感单元的Gamma型Z源网络。2.根据权利要求1所述的开关电感r型Z源逆变器拓扑结构，其特征在于:所述含有开关电感单元的Gamma型Z源网络包括三个电感、一个电容和四个二极管；设三个电感分别为1#电感L1、2#电感L2和3#电感L3 ;四个二极管分别为1# 二极管Dp2# 二极管D2'3# 二极管D3和4# 二极管D4 ;—个电容为1#电容C ; 所述1# 二极管D1的阳极与直流电源Vdc的正极相连，D1的阴极分别与1#电感L1的一端、2#电感L2的一端和2# 二极管D2的阳极相连;1#电感L1的另一端与电容C的正极相连，电容C的负极与直流电源Vdc的负极和逆变桥的下桥臂相连；2#电感L2的另一端与3#二极管D3和4# 二极管D4的阳极相连;3#电感L3的一端与2# 二极管D2的阴极和3# 二极管D3的阴极相连， 3#电感L3的另一端与4# 二极管D4的阴极和逆变桥的上桥臂相连。3.根据权利要求2所述的开关电感Gamma型Z本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种开关电感Γ型Z源逆变器拓扑结构，该拓扑结构包括有直流电源、逆变桥，其特征在于：在所述直流电源与逆变桥之间加入一个含有开关电感单元的Γ型Z源网络，即在逆变桥的前端连接含有开关电感单元的Γ型Z源网络。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：潘雷，梁茵，王贝贝，
申请(专利权)人：天津城市建设学院，河北工业大学，
类型：实用新型
国别省市：