技術領域

本發明涉及單級雙向升降壓逆變器，屬于電力電子變換器的技術領域。

背景技術

逆變器廣泛應用于電機驅動，不間斷供電電源，感應加熱，靜態無功發生器和補償器以及有源濾波等場合。傳統的逆變器電路拓撲包括電壓源逆變器和電流源逆變器兩類。

電壓源逆變器的輸出交流電壓低于直流母線電壓，因此電壓源逆變器本質上是一個降壓型逆變器，為了實現升壓變換的功能，需要額外增加一級升壓變換電路，導致變換器整體結構復雜。

電流源逆變器本質上是一個升壓型逆變器，為了實現降壓變換的功能，需要額外增加一級降壓變換電路，導致變換器整體結構復雜；電流源逆變器只能實現單向功率傳輸，能量不能雙向流動。

為了解決電壓源逆變器和電流源逆變器存在的上述問題，學者提出了Z源逆變器的概念，通過引入一個Z源網絡將逆變器主電路與電源耦合起來。與電壓源和電流源逆變器相比，Z源逆變器能夠提供升降壓變換的功能，但同樣不能實現能量的雙向傳輸，同時引入了額外的由電感，電容組成的無源元件，增加了系統的體積，重量和實現成本，同時控制復雜。國內外又在此基礎上陸續提出了一些改型的Z源逆變器電路，其本質都是通過引入無源元件來實現升壓，都存在上述問題。

發明內容

本發明所要解決的技術問題是針對上述背景技術的不足，提供了單級雙向升降壓逆變器。

本發明為實現上述發明目的采用如下技術方案：

???????一種單級雙向升降壓逆變器，其輸入端接直流電壓源，輸出端接交流負載；所述單級雙向升降壓逆變器包括依次連接的逆變橋、輸入濾波單元、開關單元、輸出濾波單元，其中：

所述逆變橋為單相逆變橋；

輸入濾波單元為濾波電感；

開關單元包括第一互補雙向電力電子開關、第二互補雙向電力電子開關，第一互補雙向電力電子開關包括第一開關管、第二開關管，第二互補雙向電力電子開關包括第三開關管、第四開關管；

輸出濾波單元為濾波電容；

所述濾波電感的一端接單相逆變橋一個橋臂的中點；所述濾波電感的另一端、第一開關管的陽極分別與第三開關管的陽極連接；所述濾波電容正極接第四開關管陽極；所述濾波電容負極、第二開關管陽極分別與單相逆變橋另一個橋臂的中點連接；所述第一開關管陰極與第二開關管陰極連接；所述第三開關管陰極與第四開關管陰極連接。

所述單級雙向升降壓逆變器中，開關管包括MOS管和功率二極管，MOS管的漏極與功率二極管的陰極連接，MOS管的源極與功率二極管的陽極連接。

所述單級雙向升降壓逆變器中，開關管包括IGBT管和功率二極管，IGBT管的集電極與功率二極管的陰極連接，IGBT管的發射極與功率二極管的陽極連接。

一種單級雙向升降壓逆變器，其輸入端接直流電壓源，輸出端接交流負載；所述單級雙向升降壓逆變器包括依次連接的逆變橋、輸入濾波單元、開關單元、輸出濾波單元，其中：

所述逆變橋為單相逆變橋；

輸入濾波單元為濾波電感；

開關單元包括第一互補雙向電力電子開關、第二互補雙向電力電子開關，第一互補雙向電力電子開關包括第一開關管、第二開關管，第二互補雙向電力電子開關包括第三開關管、第四開關管；

輸出濾波單元為濾波電容；

所述濾波電感的一端接單相逆變橋一個橋臂的中點；所述濾波電感的另一端、第一開關管的陰極分別與第四開關管的陰極連接；所述濾波電容正極接第四開關管陽極；所述濾波電容負極與第三開關管陽極連接；所述第三開關管陰極、第二開關管陰極分別與單相逆變橋另一個橋臂的中點連接；所述第一開關管陽極與第二開關管陽極連接。

所述單級雙向升降壓逆變器中，開關管包括MOS管和功率二極管，MOS管的漏極與功率二極管的陰極連接，MOS管的源極與功率二極管的陽極連接。

所述單級雙向升降壓逆變器中，開關管包括IGBT管和功率二極管，IGBT管的集電極與功率二極管的陰極連接，IGBT管的發射極與功率二極管的陽極連接。

一種單級雙向升降壓逆變器，其輸入端接直流電壓源，輸出端接交流負載；所述單級雙向升降壓逆變器包括依次連接的逆變橋、輸入濾波單元、開關單元、輸出濾波單元，其中：

逆變橋為三相逆變橋；

輸入濾波單元包括：A相濾波電感、B相濾波電感、C相濾波電感；