[发明专利]一种单相单级式六开关双输出分裂源升压逆变器

说明书

本发明公开一种单相单级式六开关双输出分裂源升压逆变器，属于发电、变电或配电的技术领域。该电路包括：第一电感、第一MOS管、第二MOS管、第一电容组成的升压电路，第三MOS管、第四MOS管、第六MOS管、第七MOS管、第一阻感负载组成的第一输出电路，及，第四MOS管、第五MOS管、第七MOS管、第八MOS管、第二阻感负载组成的第二输出电路。整个电路结构简单，电源输入电流连续，输入端采用MOS管代替二极管与逆变桥连接，有效避免了二极管高频换向的问题。该电路采用较少的无源器件，在保证第二输出电路不降压条件下，使第一输出电路具有较高的输出电压增益。负载电流连续，可以实现第一输出电路与第二输出电路的同幅同频、同幅异频、异幅同频，及异幅异频输出。

技术领域

本发明涉及电力电子电路技术，具体涉及一种单相单级式六开关双输出分裂源升压逆变器，属于发电、变电或配电的技术领域。

背景技术

研究人员在设计电力变流器时所遵循的发展趋势之一是减少使用无源和有源元件数量，从而降低变流器的总体成本。然而在不同的应用中，要满足交流负载不断增长的独立供电需求，通常为每个负载配置独立的逆变器，但独立逆变器的使用使得开关管如IGBT和MOSFET的使用数量增加，驱动电路及驱动电源的数量也随之增多，这可能会导致系统成本、大小和重量的不必要的增加。

为了保持高电能质量并提高系统的可靠性，降低开关个数的拓扑越来越受到关注。在一些研究中，采用分裂电容支路替换开关桥臂，且两个变换器共享分裂电容支路，以减少变换器中开关管的数量，这样的结构得到了广泛的应用，然而，这类拓扑减少有源器件是在增加无源器件的基础上实现的。

近年来，一种称为九开关变换器的拓扑受到广泛关注。三相输出的九开关拓扑中开关数量的减少不是通过共用逆变桥的桥臂来实现的，也不是用一系列的电容来替换一个桥臂，而是使双输出电路共用一排开关管来减少开关数量，即，九开关结构存在三个开关桥臂和两个独立输出电路。九开关变换器自问世以来一直被广泛应用，如双电机驱动、多端口变换器、分布式发电系统等领域。九开关双输出变换器虽然减少了有源器件的数量，但是它们只能工作在降压模式，这是与传统的电压型逆变器一样的，所以在某些需要高电压增益的应用场景中，这些九开关拓扑会受到限制。为了解决这个问题，传统的做法之一是利用额外的升压电路作为前级，从而提升直流链路电压，然而，这种方法会导致损耗增大，效率低，成本高。另一种解决思路是将具有升压能力的阻抗源网络嵌入九开关拓扑中，从而得到较高的升压能力，如采用Z源阻抗网络和准Z源阻抗网络等。采用这些阻抗源网络可以使九开关变换器获得高电压增益，但随之带来的问题是无源器件的增多，这会导致变换器体积及成本的增加。因此，具有高系统可靠性，同时降低有源器件和无源器件数量的双输出高增益逆变器设计是符合电力电子技术发展方向的关键技术。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是针对上述背景技术的不足，提供一种单相单级式六开关双输出分裂源升压逆变器，同时减少电路中无源元件和有源器件的使用数量，在保证第二输出电路不降压的条件下，使第一输出电路具有较高的输出电压增益，提高了系统的功率密度，降低了系统的体积、重量和成本，实现既同时减少有源器件和无源器件的使用数量又提高双输出升压逆变器增益的发明目的，解决现有升压逆变器为提高输出增益使用过多无源器件的技术问题以及现有双输出变换器为减少有源器件的使用需以增加无源器件为代价的技术问题。

本发明为实现上述发明目的采用如下技术方案：

单相单级式六开关双输出分裂源升压逆变器，包括：第一电感、第一MOS管、第二MOS管、第一电容组成的升压电路，第三MOS管、第四MOS管、第六MOS管、第七MOS管、第一阻感负载组成的第一输出电路，及，第四MOS管、第五MOS管、第七MOS管、第八MOS管、第二阻感负载组成的第二输出电路。