[发明专利]一种高性能Z-源逆变器

说明书

技术领域

本发明涉及一种高性能Z-源逆变器，属于电力电子与智能电网技术领域。

背景技术

近年来提出的Z-源逆变器由于其显著的特点而得到了广泛的关注。其优点主要包括：1、运用直通零电压来升高直流电压以实现逆变器输出电压的升压功能；2、由于Z-源网络的引入，提高了逆变桥的安全性；消除了死区对输出交流电压的影响。在直流链电压大范围变化的应用场合具有明显的优势，例如，燃料电池系统和光伏发电。

然而，目前传统Z-源逆变器还存在如下局限性：1、在轻载运行时，Z-源逆变器还存在一些问题；轻载运行时，Z-源网络输出电压的最大值会越来越高，而从高频来看，Z-源网络输出电压存在很明显的畸变。2、为了保证电路工作在CCM模式下，Z-源网络电感必须有个最小值，不能设计得太小，这增加了系统的体积、重量和成本；在Z-源网络电感比较小的情况下，电感设计、电路电压关系、系统的控制变得相当复杂。

为了解决上述传统Z-源逆变器的缺点，使系统具有适应负载大范围变动的能力，可采用增大电感和给二极管并联可控器件的措施。但是增大电感相应地增加了设备的重量、体积和费用，并且不能从根本上解决系统对负载适应能力差的缺点。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明公开了一种高性能Z-源逆变器；

本发明为二极管并联可控器件，在保持Z-源逆变器输出电压任意升降、允许逆变桥上下管直通状态等优点的基础上，克服了其固有的缺点和局限性，适应负载大范围变动的场合。

本发明的技术方案为：

一种高性能Z-源逆变器，包括电源、二极管VD₇、输入电容C、开关管SW₇、Z-源网络及三相逆变器，所述电源的正极、所述二极管VD₇的正极、所述二极管VD₇的负极、所述输入电容C、所述电源的负极形成串联回路；所述电源的正极、所述二极管VD₇的正极、所述二极管VD₇的负极、所述开关管SW₇、所述Z-源网络及所述三相逆变器依次连接。

此处设计的优势在于，所述开关管SW₇使所述Z-源网络的电流能够反向流动，所述二极管VD₇保证了电源电流的单向流动，所述输入电容C给电路的反向电流提供了通道。

根据本发明优选的，所述Z-源网络包括电感L₁、电感L₂、电容C₁、电容C₂，所述电感L₁、所述电容C₂、所述电感L₂、所述电容C₁形成串联回路；所述开关管SW₇分别连接所述电感L₁的一端及所述电容C₁的一端，所述电源的负极分别连接所述输入电容C的一端、所述电感L₂的一端及所述电容C₂的一端，所述三相逆变器一端分别连接所述电感L₁的另一端及所述电容C₂的另一端，所述三相逆变器另一端分别连接所述电感L₂的另一端及所述电容C₁的另一端。

根据本发明优选的，所述电感L₁与所述电感L₂的电感值相等，所述电容C₁与所述电容C₂的电容值相等。

本发明的有益效果为：

1、本发明可消除由于网络电感值小或负载很轻而引起的直流链电压畸变；

2、本发明对负载的适应能力很强，能够工作在重载和轻载的任何环境；

3、本发明所述Z-源网络的电感可以设计得很小，减少了重量、体积和成本；

4、本发明可实现逆变桥开关管的零电压导通，减小了开关损耗，改善了开关环境。

附图说明

图1为本发明结构示意图；

图1中，V₀为电源输出电压；V_i为Z-源网络输出电压，即三相逆变器的输入电压。

具体实施方式

根据实施例和说明书附图对本发明作进一步限定，但不限于此。

实施例1