[实用新型]一种多输出Z源半桥变换器

说明书

技术领域

本实用新型涉及电力电子变换器技术领域，特别是涉及一种多输出Z源半桥变换器。

背景技术

半桥变换器根据输入电源和控制策略的不同可实现逆变的功能或者整流的功能，即可做半桥逆变器，也可做半桥整流器。现有技术中常规的逆变桥臂直接与直流电压源并联，当逆变桥臂的上、下开关管因误触发而直通时，会流过非常大的电流而使开关管损毁。而且，这类半桥逆变器输出交流电压的幅值只有输入电压的一半，属于降压型逆变器，输出电压的范围比较窄。为了提高输出交流电压的幅值，传统的做法是在逆变器前级加入升压环节，或在输出端接变压器进行升压。在逆变器前级加入升压环节的方案中至少需要多用一个开关管，这增加了功率传递中的开关损耗，也增加了控制的复杂性。在逆变器输出端接变压器虽然可以提高输出电压的幅值，但是当变压器匝比固定时，输出交流电压的幅值是一定值。

目前Z源半桥变换器(如图1)已经可以解决上述问题。然而，随着新能源技术的市场需求，多电路输出的电路己经变得日益迫切。因此，当需要N-1路输出的时候，就需要N-1个Z源半桥变换器，N为不小于2的整数。然而，N-1个Z源半桥变换器需要N-1个电源，2(N-1)个储能电容以及2(N-1)个开关管。一方面，使用的器件多，造成成本以及控制难度的提高，另一方面，很多应用场合是不允许用多个电源的。

因此，如何提供一种解决上述技术问题的多输出Z源半桥变换器是本领域技术人员目前需要解决的问题。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种多输出Z源半桥变换器，当有N-1路输出时，仅需要一个电源，N个直流稳压电容以及N个开关管，减少了很多器件，结构简单，降低了成本以及控制难度，效率高。

为解决上述技术问题，本实用新型提供了一种多输出Z源半桥变换器，该变换器包括一个电源、一个二极管、N个直流稳压电容、N个Z源阻抗以及N个开关管，N为不小于2的整数，其中：

每个Z源阻抗均包括第一电容、第二电容、第一电感以及第二电感，所述第一电感的第一端与所述第一电容的第一端连接，其公共端作为该Z源阻抗的第一端，所述第二电感的第一端与所述第二电容的第一端连接，其公共端作为该Z源阻抗的第二端，所述第一电感的第二端与所述第二电容的第二端连接，其公共端作为该Z源阻抗的第三端，所述第一电容的第二端与所述第二电感的第二端连接，其公共端作为该Z源阻抗的第四端；

第M直流稳压电容的第一端和第二端分别对应与第M Z源阻抗的第一端和第二端连接，2≤M≤N，第一直流稳压电容的第一端与所述二极管的阳极连接，所述二极管的阴极与第一Z源阻抗的第一端连接，所述第一直流稳压电容的第二端与所述第一Z源阻抗的第二端连接；第(M-1)Z源阻抗的第四端与第M Z源阻抗的第三端连接，其公共端与第M-1负载的一端连接，第M-1开关管的源极与第M开关管的漏极连接，其公共端与所述第M-1负载的另一端连接，所述第一Z源阻抗的第三端与所述第一开关管的漏极连接，所述第N Z源阻抗的第四端与所述第N开关管的源极连接；所述电源的正极与所述第一直流稳压电容的第一端连接，所述电源的负极与所述第N直流稳压电容的第二端连接。

优选地，该变换器包括3个直流稳压电容、3个Z源阻抗以及3个开关管。

优选地，所述开关管为NMOS。

优选地，所有直流稳压电容的容值均相等。

优选地，所有Z源阻抗中的第一电感值均相等。

优选地，所有Z源阻抗中的第二电感值均相等。

优选地，所有Z源阻抗中的第一电容值均相等。

优选地，所有Z源阻抗中的第二电容值均相等。

本实用新型提供了一种多输出Z源半桥变换器，该变换器包括一个电源、一个二极管、N个直流稳压电容、N个Z源阻抗以及N个开关管，N为不小于2的整数，其中，每个Z源阻抗均包括第一电容、第二电容、第一电感以及第二电感。本实用新型提供的多输出Z源半桥变换器，与现有技术相比，当有N-1路输出时，仅需要一个电源，N个直流稳压电容以及N个开关管，减少了很多器件，结构简单，降低了成本以及控制难度，效率高。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例中的技术方案，下面将对现有技术和实施例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。

图1为现有技术中的一中Z源半桥变换器的电路原理图；

图2为本实用新型提供的一种多输出Z源半桥变换器的电路原理图；