一种全桥型z源逆变器和光伏并网电路的制作方法
【技术领域】
[0001] 本实用新型涉及电力电子变换器领域，特别涉及一种全桥型Z源逆变器。
【背景技术】
[0002] Z源逆变器是一种常用的单级升降压逆变器，具有输入电压范围宽，稳定性高，抗 EMI等特性，基于这些特点，Z源逆变器在新能源开发领域具有较为重要的研究意义。
[0003] 但是，Z源逆变器一般运用于非隔离场合，其在一些由安规要求必须隔离的场合的 应用受到限制。 【实用新型内容】
[0004] 针对上述【背景技术】的不足，本实用新型提供了一种全桥型Z源逆变器，以实现高效 率的功率变换，不仅隔离了输入输出，同时提供了一种新的控制方式，增大了Z源逆变器的 输入电压范围，拓展了其在隔离场合的应用范围。
[0005] 本实用新型为解决上述技术问题采用以下技术方案：
[0006] -种全桥型Z源逆变器，包括依次连接的前级全桥变换器、变压器、整流模块以及Z 源逆变模块;前级全桥变换器的输入端用于连接直流电压源，前级全桥变换器的输出端连 接所述变压器原边;变压器的副边连接整流模块的输入端，整流模块的输出端连接Z源逆变 模块的输入端;所述Z源逆变模块的输出端用于连接负载。
[0007] 具体的，所述Z源逆变部分包括Z源结构和逆变桥，Z源结构包括第一电感，第二电 感，第一电容，第二电容;第一电感的第一端与所述第一电容第一端、所述逆变桥负端相连； 所述第一电感第二端与所述第二电容的第一端相连;所述第二电感的第一端与所述第二电 容第二端、所述逆变桥正端相连;所述第二电感的第二端与第一电容的第二端相连;所述整 流模块的输出端分别连接到所述第一电容的第二端和所述第二电容的第二端连接。
[0008] 具体的，所述逆变桥包括并联的第一桥臂，第二桥臂，第三桥臂;所述第一桥臂，第 二桥臂，第三桥臂分别包括两个串联的第一功率开关管和第二功率开关管;所述第一功率 开关管的阴极与所述第二功率开关管的阳极连接;所述第一功率开关管的阳极为逆变桥正 端，所述第二功率开关管的阴极为逆变桥负端;所述第一桥臂，第二桥臂，第三桥臂的中间 点连接分别连接负载。
[0009] 具体的，所述前级全桥变换器分包括:第一功率开关管、第二功率开关管、第三功 率开关管、第四功率开关管;第一功率开关管的阳极、第二功率开关管的阳极与直流电压源 正极连接，第三功率开关管的阴极、第四功率开关管的阴极与直流电压源负极连接;第一功 率管的阴极、第三功率管的阳极与变压器原边一端相连;变压器原边的另一端与隔直电容 一端连接，隔直电容另一端与第二功率管的阴极、第四功率管的阳极相连。
[0010] 具体的，所述整流部分包括第一整流二极管、第二整流二极管、第三整流二极管、 第四整流二极管;其中第一整流二极管的阳极、第三整流二极管的阴极与变压器副边一端 相连，第二整流二极管的阳极、第四整流二极管的阴极与与变压器副边另一端相连;第一整 流二极管的阴极与第二整流二极管的阴极相连，第三整流二极管的阳极与第四整流管阳极 相连;第一整流二极管的阴极、第二整流二极管的阴极与第一电容相连;第三整流二极管的 阳极、第四整流二极管的阳极与第一电感相连。
[0011] 本实用新型同时提供了一种光伏并网电路，应用到全桥型Z源逆变器。
[0012] 本实用新型同时提供一种全桥型Z源逆变器控制方法，应用到上述的全桥型Z源逆 变器，当输入电压低时，所述Z源逆变模块的桥臂直通，用于升压；当输入电压高时，所述前 级全桥变换器的桥臂移相，用于降压。
[0013] 本实用新型采用以上技术方案与现有技术相比，具有以下技术效果：
[0014] 前级全桥变换器易于实现软开关，通过控制前级全桥变换器的输出，为后级Z源逆 变提供了一种新的控制变量，输入电压范围更宽。前级全桥变压器两副边全桥型Z源逆变 器，在输入电压低时提供了双路整流输出电压，输入电压高时，可通过减小占空比来控制束 流输出电压，因此，进一步扩大了电压的输入范围。
[0015] 同时，由于增加了变压器，实现了输入输出的隔离，拓展了传统Z源逆变器的应用 范围，从而将Z源逆变器的应用场合拓展到电压更广的场合，适用于隔离场合。
【附图说明】
[0016] 为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例 或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅 是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提 下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0017] 图1为本实用新型实施例提供的一种全桥型Z源逆变器的前级全桥变换器、变压 器、整流模块以及Z源逆变模块电路拓扑图；
[0018] 图2为输入电压Vdc = 200V，直通占空比0811 = 0.2时，输出电流10 = 4六时的升压仿 真波形中桥臂中点电压、整流电压和直流链电压仿真波形；
[0019] 图3为输入电压Vdc = 200V，直通占空比0811 = 0.2时，输出电流10 = 44时的升压仿 真波形中第一电容电压、第二电容电压和输出电流的仿真波形；
[0020] 图4为输入电压Vdc = 300V，直通占空比Dsh为0时，输出电流I0 = 4A时降压仿真波 形中桥臂中点电压、整流电压和直流链电压仿真波形；
[0021] 图5为输入电压Vdc = 300V，直通占空比Dsh为0时，输出电流I0 = 4A时降压仿真波 形中第一电容电压、第二电容电压和输出电流的仿真波形；
[0022]其中，Ql -第一功率开关管，Q2-第二功率开关管，Q3-第三功率开关管，Q4-第四功 率开关管，Tr-变压器，Lr-变压器漏感，Cb-隔直电容，Vdc-直流电压源；
[0023] Drll-第一整流二极管，Drl2-第二整流二极管，Drl3-第三整流二极管，DrH-第四 整流二极管；
[0024] Ll-第一电感，L2-第二电感，Cl-第一电容，C2-第二电容，Sl-第一逆变功率开关 管，S2-第二逆变功率开关管，S3-第三逆变功率开关管，S4-第四逆变功率开关管，S5-第五 逆变功率开关管，S6-第六逆变功率开关管。
【具体实施方式】
[0025] 下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行 清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的 实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下 所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
[0026] 术语"第一"、"第二"仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者 隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有"第一"、"第二"的特征可以明示或者隐含 地包括一个或者更多个该特征。在本实用新型的描述中，除非另有说明，"多个"的含义是两 个或两个以上。
[0027] 本实用新型实施例提供了一种全桥型Z源逆变器，包括依次连接的前级全桥变换 器、变压器、整流模块以及Z源逆变模块;前级全桥变换器的输入端用于连接直流电压源，前 级全桥变换器的输出端连接所述变压器原边;变压器的副边连接整流模块的输入端，整流 模块的输出端连接Z源逆变模块的输入端;所述Z源逆变模块的输出端用于连接负载。
[0028]具体的，所述Z源逆变部分包括Z源结构和逆变桥，Z源结构包括第一电感，第二电 感，第一电容，第二电容;第一电感的第一端与所述第一电容第一端、所述逆变桥负端相连； 所述第一电感第二端与所述第二电容的第一端相连;所述第二电感的第一端与所述第二电 容第二端、所述逆变桥正端相连;所述第二电感的第二端与第一电容的第二端相连;所述整 流模块的输出端分别连接到所述第一电容的第二端和所述第二电容的第二端连接。
[0029]具体的，所述逆变桥包括并联的第一桥臂，第二桥臂，第三桥臂;所述第一桥臂，第 二桥臂，第三桥臂分别包括两个串联的第一功率开关管和第二功率开关管;所述第一功率 开关管的阴极与所述第二功率开关管的阳极连接;所述第一功率开关管的阳极为逆变桥正 端，所述第二功率开关管的阴极为逆变桥负端;所述第一桥臂，第二桥臂，第三桥臂的中间 点连接分别连接负载。
[0030] 具体的，所述前级全桥变换器分包括:第一功率开关管、第二功率开关管、第三功 率开关管、第四功率开关管;第一功率开关管的阳极、第二功率开关管的阳极与直流电压源 正极连接，第三功率开关管的阴极、第四功率开关管的阴极与直流电压源负极连接;第一功 率管的阴极、第三功率管的阳极与变压器原边一端相连;变压器原边的另一端与隔直电容 一端连接，隔直电容另一端与第二功率管的阴极、第四功率管的阳极相连。
[0031] 具体的，所述整流部分包括第一整流二极管、第二整流二极管、第三整流二极管、 第四整流二极管;其中第一整流二极管的阳极、第三整流二极管的阴极与变压器副边一端 相连，第二整流二极管的阳极、第四整流二极管的阴极与与变压器副边另一端相连;第一整 流二极管的阴极与第二整流二极管的阴极相连，第三整流二极管的阳极与第四整流管阳极 相连;第一整流二极管的阴极、第二整流二极管的阴极与第一电容相连;第三整流二极管的 阳极、第四整流二极管的阳极与第一电感相连。
[0032] 如图1所示的全桥型Z源逆变器，包括，第一功率开关管Ql、第二功率开关管Q2、第 三功率开关管Q3、第四功率开关管Q4。
[0033]其中：第一功率开关管Ql的阳极、第二功率开关管Q2的阳极用于与直流电压源Vin 正极连接。
[0034]第三功率开关管Q3的阴极、第四功率开关管Q4的阴极用于与直流电压源Vin负极 连接。
[0035] 第一功率管Ql的阴极、