[发明专利]一种串联谐振型耦合三电感半桥变换器及系统

说明书

本发明公开了一种串联谐振型耦合三电感半桥变换器及系统，包括电压值相等的第一直流电源及第二直流电源，电容值相等的第一电容及第二电容，电感值和匝数相等的第一电感和第四电感，电感值和匝数相等的第二电感和第五电感，电感值和匝数相等的第三电感和第六电感，第一二极管、第二二极管、第一开关模块及第二开关模块。本申请提供的半桥变换器在不存在开关模块短路直通的问题的基础上，一方面，本申请在满足第一开关模块和第二开关模块存在直通的情况下，对于第一开关模块和第二开关模块的占空比并不具体限定即可输出幅值相等的正负电压，控制自由度更高；另一方面，该半桥变换器能够输出零电压电平，从而为得到高质量的正弦波奠定了基础。

技术领域

本发明涉及电力电子技术领域，特别是涉及一种串联谐振型耦合三电感半桥变换器及系统。

背景技术

随着电力电子技术的进步，逆变器也得到了极大地发展，但是一些半桥逆变器存在着短路直通的问题。Z源半桥逆变器(参照图1)解决了传统半桥逆变器开关管直通短路的问题，被大量地应用于电化学领域。

但是在需要基于逆变器的输出得到较为平滑地正弦波时，Z源半桥逆变器存在以下缺点：

1)桥臂的上桥臂开关管的占空比为0.5时才可输出幅值相同的正负电压，控制自由度低；

2)由于正弦波是存在零电压电平的，而Z源半桥逆变器却无法输出零电平电压，从而导致得到的正弦波的质量不高。

因此，如何提供一种解决上述技术问题的方案是本领域技术人员目前需要解决的问题。

发明内容

本发明的目的是提供一种串联谐振型耦合三电感半桥变换器及系统，控制自由度更高，且为得到高质量的正弦波奠定了基础。

为解决上述技术问题，本发明提供了一种串联谐振型耦合三电感半桥变换器，包括电压值相等的第一直流电源及第二直流电源，电容值相等的第一电容及第二电容，电感值和匝数相等的第一电感和第四电感，电感值和匝数相等的第二电感和第五电感，电感值和匝数相等的第三电感和第六电感，第一二极管、第二二极管、第一开关模块及第二开关模块，其中：

所述第一直流电源的正端分别与所述第一二极管的阳极及所述第一电容的第一端连接，所述第一二极管的阴极与所述第一电感的第一端连接，所述第一电容的第二端与所述第二电感的第一端连接，所述第一电感的第二端分别与所述第二电感的第二端及所述第三电感的第一端连接，所述第三电感的第二端与所述第一开关模块的第一端连接，所述第一开关模块的第二端分别与负载的一端及所述第二开关模块的第一端连接，所述第二开关模块的第二端与所述第六电感的第一端连接，所述第六电感的第二端分别与所述第五电感的第一端及所述第四电感的第一端连接，所述第四电感的第二端与所述第二二极管的阳极连接，所述第五电感的第二端与所述第二电容的第一端连接，所述第二电容的第二端分别与所述第二二极管的阴极及所述第二直流电源的阴极连接，所述第二直流的阳极分别与所述第一直流电源的阴极及负载的另一端连接；

所述第一电感的第一端、所述第二电感的第二端及所述第三电感的第一端为同名端；所述第四电感的第一端、所述第五电感的第二端及所述第六电感的第一端为同名端。

优选地，所述第一电容和所述第二电容均为有极性电容；

所述有极性电容的正极作为所述第一电容和所述第二电容的第二端，所述有极性电容的负极作为所述第一电容和所述第二电容的第一端。

优选地，所述第一开关模块和所述第二开关模块均为单个MOS管。

优选地，所述第一开关模块和所述第二开关模块均为NMOS。

优选地，所述第一开关模块和所述第二开关模块均由多个MOS管串并联后构成。

优选地，所述第一开关模块和所述第二开关模块均为单个IGBT。