本實用新型涉及電力電子電路領(lǐng)域，具體地，涉及一種高電壓增益且低電容電壓應力的準Z源三電平逆變器電路。

背景技術(shù)：

目前，能源是經(jīng)濟發(fā)展的基礎(chǔ)，沒有能源工業(yè)的發(fā)展就沒有現(xiàn)代文明。隨著世界能源短缺和環(huán)境污染問題的日益嚴重，能源和環(huán)境成為二十一世紀人類所面臨的重大基本問題，新能源的開發(fā)與利用越來越受到世界各國的廣泛關(guān)注。

DC/AC變流電路，即逆變電路，能夠?qū)崿F(xiàn)直流電能到交流電能的轉(zhuǎn)換。燃料電池發(fā)電、太陽發(fā)電、風力發(fā)電、電動汽車等領(lǐng)域，都需要經(jīng)過DC/AC變換，其對功率等級和轉(zhuǎn)換效率的要求也越來越高且直流側(cè)電壓不穩(wěn)定?，F(xiàn)有電壓源或電流源逆變器都屬于降壓型逆變器，交流輸出電壓只能小于直流輸入電壓，不能有效解決直流電壓波動問題，開關(guān)器件需要加入“死區(qū)”時間，諧波大，效率低，可靠性較差。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本實用新型的目的在于，針對上述問題，提出一種高電壓增益且低電容電壓應力的準Z源三電平逆變器電路，以實現(xiàn)單級逆變增益高、功率大、諧波小、效率高且穩(wěn)定性強的優(yōu)點。

為實現(xiàn)上述目的，本實用新型采用的技術(shù)方案是：

一種高電壓增益且低電容電壓應力的準Z源三電平逆變器電路，包括直流電源、準Z源網(wǎng)絡電路和三電平逆變橋電路。

所述直流電源的輸出端與Z源網(wǎng)絡電路的輸入端連接，所述Z源網(wǎng)絡電路的輸出端與三電平逆變橋電路的輸入端連接。

所述準Z源網(wǎng)絡電路，包括電感L₅、電感L₆、二極管D₃、二極管D₄、電容C₅、電容C₆、電容C₇、電容C₈、第一升壓單元電路和第二升壓單元電路。電感L₅的一端與直流電源的正極連接，電感L₅的另一端與二極管D₃的陽極和電容C₇的一端相連，二極管D₃的陰極與第一升壓單元電路的輸入端連接，第一升壓單元電路的輸出端與電容C₇的另一端及三電平逆變橋的正端相連；電感L₆的一端與直流電源的負極連接，電感L₆的另一端與二極管D₄的陰極和電容C₈的一端相連，二極管D₄的陽極與第二升壓單元電路的輸出端連接，第二升壓單元電路的輸入端與電容C₈的另一端及三電平逆變橋的負端相連；電容C₅的一端與二極管D₃的陰極連接，電容C₅的另一端與電容C₆連接，電容C₆的另一端與二極管D₄的陽極連接。三電平逆變橋的中點與電容C₅和電容C₆之間的中點N連接。

進一步的，所述第一升壓單元電路，包括電感L₁、電感L₂、電容C₁、電容C₂和二極管D₁，所述電感L₁的一端與二極管的D₃的陰極連接，所述電感L₁的另一端與二極管D₁的陽極連接，所述電容C₂的一端與二極管D₃的陰極連接，所述電容C₂的另一端與二極管D₁的陰極連接，所述電容C₁的一端與二極管D₁的陽極連接，所述電容C₁的另一端與電容C₇和三電平逆變橋的正端連接，所述電感L₂的一端與二極管D₁的陰極連接，所述電感L₂的另一端與電容C₆和三電平逆變橋的正端連接。

進一步的，所述第二升壓單元電路，包括電感L₃、電感L₄、電容C₃、電容C₄和二極管D₂，所述電感L₄的一端與二極管的D₄的陽極連接，所述電感L₄的另一端與二極管D₂的陰極連接，所述電容C₃的一端與二極管的D₄的陽極連接，所述電容C₃的另一端與二極管D₂的陽極連接，所述電容C₄的一端與二極管D₂的陰極連接，所述電容C₄的另一端與電容C₈和三電平逆變橋的負端連接，所述電感L₃的一端與二極管D₂的陽極連接，所述電感L₃的另一端與電容C₈和三電平逆變橋的負端連接。

進一步的，電容C₅=電容C₆=電容C₇=電容C₈=500μF；電感L₅=電感L₆=2mH。

進一步的，電感L₁=電感L₂=1.2mH，電容C₁=電容C₂=300μF。

進一步的，電感L₃=電感L₄=1.2mH，電容C₃=電容C₄=300μF。

本實用新型的技術(shù)方案具有以下有益效果：

(1) 負載可以為容性負載也可以是感性負載；

(2) 輸出電壓增益高，理論上可以達到無限大，同時電容的電壓應力較低，穩(wěn)定性好；

(3) 在低電壓輸入，高電壓輸出場合，無需額外的DC/DC變流器，效率高，功率大，諧波小，電能質(zhì)量高；

(4) 抗電磁干擾的能力較強，無需插入“死區(qū)”時間，橋臂瞬時短路成正常工作狀態(tài)，可靠性高。

附圖說明

圖1為本實用新型實施例所述的高電壓增益且低電容電壓應力的準Z源逆變器電路的電子電路圖；結(jié)合附圖，本實用新型實施例中附圖標記如下：

1-準Z源網(wǎng)絡電路；2-三電平逆變橋電路。

具體實施方式

以下結(jié)合附圖對本實用新型的優(yōu)選實施例進行說明，應當理解，此處所描述的優(yōu)選實施例僅用于說明和解釋本實用新型，并不用于限定本實用新型。

如圖1所示，一種高電壓增益且低電容電壓應力的Z源逆變器電路，包括直流電源、準Z源網(wǎng)絡電路和三電平逆變橋電路，直流電源為Udc；

直流電源的輸出端與Z源網(wǎng)絡電路的輸入端連接，所述Z源網(wǎng)絡電路的輸出端與三電平逆變橋電路的輸入端連接。

準Z源網(wǎng)絡電路，包括電感L₅、電感L₆、二極管D₃、二極管D₄、電容C₅、電容C₆、電容C₇、電容C₈、第一升壓單元電路和第二升壓單元電路。電感L₅的一端與直流電源的正極連接，電感L₅的另一端與二極管D₃的陽極和電容C₇的一端相連，二極管D₃的陰極與第一升壓單元電路的輸入端連接，第一升壓單元電路的輸出端與電容C₇的另一端及三電平逆變橋的正端相連；電感L₆的一端與直流電源的負極連接，電感L₆的另一端與二極管D₄的陰極和電容C₈的一端相連，二極管D₄的陽極與第二升壓單元電路的輸出端連接，第二升壓單元電路的輸入端與電容C₈的另一端及三電平逆變橋的負端相連；電容C₅的一端與二極管D₃的陰極連接，電容C₅的另一端與電容C₆連接，電容C₆的另一端與二極管D₄的陽極連接。三電平逆變橋的中點與電容C₅和電容C₆之間的中點N連接。

其中，第一升壓單元電路，包括電感L₁、電感L₂、電容C₁、電容C₂和二極管D₁，所述電感L₁的一端與二極管的D₃的陰極連接，所述電感L₁的另一端與二極管D₁的陽極連接，所述電容C₂的一端與二極管D₃的陰極連接，所述電容C₂的另一端與二極管D₁的陰極連接，所述電容C₁的一端與二極管D₁的陽極連接，所述電容C₁的另一端與電容C₇和三電平逆變橋的正端連接，所述電感L₂的一端與二極管D₁的陰極連接，所述電感L₂的另一端與電容C₆和三電平逆變橋的正端連接。

第二升壓單元電路，包括電感L₃、電感L₄、電容C₃、電容C₄和二極管D₂，所述電感L₄的一端與二極管的D₄的陽極連接，所述電感L₄的另一端與二極管D₂的陰極連接，所述電容C₃的一端與二極管的D₄的陽極連接，所述電容C₃的另一端與二極管D₂的陽極連接，所述電容C₄的一端與二極管D₂的陰極連接，所述電容C₄的另一端與電容C₈和三電平逆變橋的負端連接，所述電感L₃的一端與二極管D₂的陽極連接，所述電感L₃的另一端與電容C₈和三電平逆變橋的負端連接。

電容C₅=電容C₆=電容C₇=電容C₈=500μF；電感L₅=電感L₆=2mH。

電感L₁=電感L₂=1.2mH，電容C₁=電容C₂=300μF。

電感L₃=電感L₄=1.2mH，電容C₃=電容C₄=300μF。

根據(jù)式，其中，D為直通占空比，U_i為新型Z源網(wǎng)絡輸出電壓。通過調(diào)節(jié)直通占空比D，實現(xiàn)對高增益且低電容電壓應力準Z源三電平逆變器輸出交流電壓增益U₀的調(diào)節(jié)。這里，逆變器電路為三電平逆變橋，根據(jù)三電平逆變器SVPWM調(diào)制原理，其輸出電壓有24個有效矢量和3個零矢量，根據(jù)不同的調(diào)制方法，直通占空比D可插入在零矢量中也可插入在其中一部分的有效矢量中。

最后應說明的是：以上所述僅為本實用新型的優(yōu)選實施例而已，并不用于限制本實用新型，盡管參照前述實施例對本實用新型進行了詳細的說明，對于本領(lǐng)域的技術(shù)人員來說，其依然可以對前述各實施例所記載的技術(shù)方案進行修改，或者對其中部分技術(shù)特征進行等同替換。凡在本實用新型的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進等，均應包含在本實用新型的保護范圍之內(nèi)。