[发明专利]一种新型单相高频隔离Z源AC‑AC变换电路

权利要求书

1.一种新型单相高频隔离Z源AC-AC变换电路，其特征在于：由Z源AC-AC变换主电路和控制电路组成，主电路由单相交流电源、Z源变换器、滤波电容C₀和负载R₀组成，其中所述Z源变换器的一边与所述单相交流电源相连，所述Z源变换器的另一边通过所述滤波电容连接到所述负载R₀；控制电路由控制器、IGBT驱动电路和驱动电源模块组成。

2.根据权利要求1所述的Z源AC-AC变换主电路，其所述的Z源变换器的特征在于：由储能电感L_B，3组两两反向串联的IGBT开关管S₁、S₂、S₃，两个储能电容C₁、C₂以及一个单相高频变压器组成。其中，所述反向串联的IGBT开关管S₁的一端与所述储能电容C₁的一端相连并连接到所述储能电感L_B的一端，所述储能电感L_B的另一端连接到外部所述单向交流电源的一端，所述反向串联的IGBT开关管S₁的另一端与所述高频变压器一次侧的一端相连，同时所述储能电容C₁的另一端连接到所述高频变压器一次侧的另一端，同样所述反向串联的IGBT开关管S₂的一端与所述储能电容C₂的一端相连并连接到外部所述单相交流电源的另一端，所述储能电容C₂的另一端与所述高频变压器一次侧的一端相连，同时所述反向串联的IGBT开关管S₂的另一端与所述高频变压器一次侧的另一端相连。所述高频变压器二次侧的一端通过所述反向串联的IGBT开关管S₃连接到外部所述滤波电容C₀的一端，所述高频变压器二次侧的另一端则与所述滤波电容C₀的另一端相连。

3.根据权利要求1所述的Z源AC-AC变换主电路和权利要求2所述的Z源变换器，其特征在于，所述三组两两反向串联的IGBT开关管S₁、S₂、S₃的交替导通和关断可以使电路处于不同的两种工作状态，包括：

a.工作状态1：反向串联的IGBT开关管S₁开通，开关管S₂、S₃关断，高频变压器一次侧线圈中储存的能量释放到储能电容C₁中，对C₁进行充电，同时储能电容L_B也对储能电容C₂进行充电，此时滤波电容C₀释放能量到负载中，维持负载运行；

b.工作状态2：反向串联的IGBT开关管S₁关断，开关管S₂、S₃开通，此时储能电容C₂放电，对高频变压器一次侧线圈进行充能，能量通过变压器流向滤波电容C₀，对C₀充电并保持负载运行，同时储能电容C₁放电对储能电感L_B进行充能。

4.根据权利要求1所述的新型单相高频隔离Z源AC-AC变换电路，其所述的控制电路特征在于：所述控制器通过所述IGBT驱动电路连接到Z源变换器中的三组IGBT开关管S₁、S₂、S₃上，从而控制三组IGBT开关管S₁、S₂、S₃的通断。所述驱动电源模块与所述IGBT驱动电路相连，为三路IGBT驱动电路供电。

5.根据权利要求4所述的控制电路，其特征在于：所述控制器可以输出三路PWM触发脉冲，分别控制三组两两反向串联的IGBT开关管S₁、S₂、S₃的通断，从而控制电路交替处于权利3所述两种不同工作状态。其中S₂、S₃触发脉冲相同，而与S₁触发脉冲相反，通过所述控制器调节IGBT开关管S₁、S₂、S₃触发脉冲的占空比来调节该电路输出电压的大小。S₁触发脉冲占空比等于0～0.33时，电路工作在降压状态；S₁触发脉冲占空比等于0.33～1时，电路工作在升压状态。