[实用新型]一种双输入正激型Z源直流电压变换器

说明书

技术领域

本实用新型涉及电力电子变换器的技术领域，尤其是指一种双输入正激型Z源直流电压变换器。

背景技术

面对日益严峻的能源危机和环境污染问题，寻找新能源来替代日益枯竭的化石能源已成为当务之急。但是，太阳能、燃料电池等新能源的输出特性往往不满足现有工业体系的电能质量要求，需要经过电能变换才能够使用。

一方面，传统的Z源变换器和准Z源变换器能够在低占空比时获得较大的输出电压，克服了Boost变换器由于极限占空比所引起的开关管和二极管电压电流尖峰等缺陷。但是，传统的Z源直流电压变换器、准Z源直流电压变换器和基于变压器的Z源直流电压变换器的输入侧和输出侧均不能实现电气隔离，在高电压增益的场合对设备的安全和绝缘保护产生不利的冲击，降低了设备的寿命和可靠性。

另一方面，传统的正激变换器属于Buck变换器的衍生拓扑，需要依托匝数比的增加来提高输出电压增益。同时，为了防止变压器的励磁电感饱和和保证在每个开关周期内变压器都能磁心复位，开关管的占空比一般小于0.5，这将进一步降低了输出电压的增益。

发明内容

本实用新型的目的在于克服现有技术的不足与缺点，提供了一种双输入正激型Z源直流电压变换器，适用于需要高增益、多输入和隔离型的电力电子电路。

为实现上述目的，本实用新型所提供的技术方案为：一种双输入正激型Z源直流电压变换器，包括第一电压源、第二电压源、第一电容、第二电容、电感、开关管、第一二极管、第二二极管、第三二极管、负载和三绕组变压器；所述三绕组变压器的第一绕组作为原边，第二绕组作为副边，第三绕组作为复位绕组；所述第一电压源的正极分别与第二电压源的负极、第一电容的负极连接；所述第一电压源的负极和开关管的源极连接；所述第二电压源的正极和第一二极管的阳极连接；所述开关管的漏极和第一绕组的异名端连接；所述第一二极管的阴极和第三绕组的同名端连接；所述第一电容的正极分别与第一绕组的同名端和第三绕组的异名端连接；所述第二绕组的同名端与第二二极管的阳极连接，其异名端分别与第三二极管的阳极、第二电容的负极和负载的一端连接；所述第二二极管的阴极分别与第三二极管的阴极和电感的一端连接；所述电感的另一端分别与第二电容的正极和负载的另一端连接；

其中，在单个输入的情况下，所述Z源直流电压变换器只需要一个电源，其他电源短接或输入值为零，即第一电压源和第二电压源保留任意一个电源作为输入，而其他电源短接或输入值为零；在双输入的情况下，所述Z源直流电压变换器的第一电压源和第二电压源均保留。

所述第一电压源、开关管和第一绕组依次串联构成一个支路，在同一个支路内，第一电压源、开关管和第一绕组的位置能够交换；所述第二电压源、第一二极管和第三绕组依次串联构成一个支路，在同一个支路内，第二电压源、第一二极管和第三绕组的位置能够交换。

本实用新型与现有技术相比，具有如下优点与有益效果：

1、本实用新型采用正激变换器的结构，同时兼有正激变换器和Z源变换器的优点，具体为电路简单、成本低、可靠性高、驱动电路简单等。

2、实现了输入和输出侧的电压隔离，有利于设备的电气绝缘，同时输出侧电压电流纹波小。

3、可以在低占空比实现较高的电压增益，实现了双输入。

附图说明

图1是本实用新型所述双输入正激型Z源直流电压变换器的电路图。

图2a、图2b分别是本实用新型所述的双输入正激型Z源直流电压变换器在开关管S导通和关断中两个主要阶段的等效电路图。图中实线表示变换器中有电流流过的部分，虚线表示变换器中无电流流过的部分。

图3是本实用新型电路的仿真主要工作波形图。

具体实施方式

下面结合具体实施例对本实用新型作进一步说明。