Z源逆变器电路、线路板、控制器及空调器的制作方法

本发明涉及电子电路，尤其涉及一种z源逆变器电路、线路板、控制器及空调器。

背景技术：

1、在电力电子系统中，缓冲电路的设计对于确保系统的稳定性、提升运行效率以及降低能源消耗至关重要，长期以来，诸如c型、rc型、rcd型和rcd限幅型等传统的缓冲电路在电力电子设备中得到了广泛应用。

2、然而，当这些传统的缓冲电路应用于直流链z源网络拓扑时，如在空调器等场景中，将压缩机及风机驱动ipm置于z源网络拓扑直流链侧时，会由于传统缓冲电路工作机理的限制，使得传统缓冲电路在直流链电压中可能引发明显的尖峰电压，这种尖峰电压不仅会影响整个z源网络系统的工作稳定性，还可能增加额外的能量损耗，从而降低系统的整体效率，导致当前尝试将z源网络拓扑应用于空调器等场景的技术方案电控可靠性差。

技术实现思路

1、本发明的目的在于至少解决现有技术中存在的技术问题之一，提供一种z源逆变器电路、线路板、控制器及空调器，能够降低尖峰电压，进而提高z源网络系统的工作稳定性、整体能量效率以及直流链相关方案的电控可靠性。

2、第一方面，本发明实施例提供一种z源逆变器电路，包括：x型阻抗网络，包括第一电感、第二电感、第一电容和第二电容，所述第一电感的第一端和所述第一电容的第一端连接电源输入模块正极，所述第二电感的第一端和所述第二电容的第二端连接电源输入模块负极，所述第一电感的第二端与所述第二电容的第一端连接，所述第二电感的第二端与所述第一电容的第二端连接；ipm模块，包括多个并联的桥臂，多个所述桥臂的一端均与所述第一电感的第二端连接，多个所述桥臂的另一端均与所述第二电感的第二端连接，多个所述桥臂均包括上桥臂开关管和下桥臂开关管；缓冲模块，包括第三电容、第四电容、第一缓冲电阻和第二缓冲电阻，所述第三电容的第一端与所述第二电容的第一端连接，所述第三电容的第二端通过所述第二缓冲电阻与所述第二电容的第二端连接，所述第四电容的第一端通过所述第一缓冲电阻与所述第一电容的第一端连接，所述第四电容的第二端与所述第一电容的第二端连接，所述第三电容和所述第四电容之间通过若干个二极管进行连接。

3、根据本发明实施例提供的空调器的z源逆变器电路，至少具有如下有益效果：本发明在包括x型阻抗网络和ipm模块的z源逆变器电路中增设了缓冲模块，x型阻抗网络中的第一电感的第一端和第一电容的第一端连接至电源输入模块正极，第二电感的第一端和第二电容的第二端连接至电源输入模块负极，第一电感的第二端与第二电容的第一端相连，第二电感的第二端与第一电容的第二端相连，ipm模块中的多个并联的桥臂的一端均与第一电感的第二端连接，另一端均与第二电感的第二端连接，缓冲模块的设置如下：第三电容的第一端与第二电容的第一端相连，第三电容的第二端通过第二缓冲电阻与第二电容的第二端连接，第四电容的第一端通过第一缓冲电阻与第一电容的第一端连接，第四电容的第二端与第一电容的第二端连接，其中，第三电容和第四电容之间通过若干个二极管进行连接，形成与ipm开关管对应的吸能回路，以使在ipm开关管正常动作瞬间产生的能量，可以被第三电容和第四电容有效吸收，当开关管处于稳态后，通过若干个二极管限制电流流向，使得第三电容通过第二缓冲电阻形成与第一电容并联的放能回路，以释放第三电容存储的能量，第四电容通过第一缓冲电阻形成与第二电容并联的放能回路，以释放第四电容存储的能量，上述设计可以实现ipm开关瞬间能量的吸收和释放，有效抑制尖峰电压的形成，从而提高z源网络系统的工作稳定性；此外，上述放能回路还可以将剩余能量转移到x型阻抗网络的第一电容和第二电容中，由于第一电容和第二电容的存在，用于缓冲的第三电容和第四电容电压仅会降至x型阻抗网络电容电压，进而减少了能量损耗，提高了整体能量效率以及直流链相关方案的电控可靠性。

4、根据本发明一些实施例提供的z源逆变器电路，所述第三电容的第二端通过正向设置的第一二极管与所述桥臂的中点连接，所述桥臂的中点通过正向设置的第二二极管与所述第四电容的第一端连接，所述桥臂的中点为所述上桥臂开关管和所述下桥臂开关管的连接点。

5、根据本发明一些实施例提供的z源逆变器电路，当所述上桥臂开关管或者所述下桥臂开关管切换通断状态，依次连接的所述第三电容、所述第一二极管、所述第二二极管和所述第四电容形成第一吸能回路，以使所述第三电容和所述第四电容的电压上升。

6、根据本发明一些实施例提供的z源逆变器电路，所述第三电容的第二端通过正向设置的第三二极管与所述第四电容的第二端连接，所述第三电容的第一端通过正向设置的第四二极管与所述第四电容的第一端连接。

7、根据本发明一些实施例提供的z源逆变器电路，当所述上桥臂开关管或者所述下桥臂开关管切换通断状态，所述第三电容和所述第三二极管形成第二吸能回路，所述第四电容和所述第四二极管形成与所述第二放能回路并联的第三吸能回路，以使所述第三电容和所述第四电容的电压上升。

8、根据本发明一些实施例提供的z源逆变器电路，当所述第三电容的电压大于所述第二电容的电压，依次连接的所述第三电容、所述第二电容和所述第二缓冲电阻形成第一放能回路，以使所述第三电容的电压下降；当所述第四电容的电压大于所述第一电容的电压，依次连接的所述第四电容、所述第一电容和所述第一缓冲电阻形成第二放能回路，以使所述第四电容的电压下降。

9、根据本发明一些实施例提供的z源逆变器电路，所述第三电容和所述第二缓冲电阻之间设置有第一缓冲开关管，所述第四电容和所述第一缓冲电阻之间设置有第二缓冲开关管，当所述ipm模块处于直通状态，控制所述第一缓冲开关管和所述第二缓冲开关管断开，其中，所述直通状态表示所述ipm模块中位于同一所述桥臂的所述上桥臂开关管和所述下桥臂开关管均闭合。

10、根据本发明一些实施例提供的z源逆变器电路，当所述ipm模块处于非直通状态，控制所述第一缓冲开关管和所述第二缓冲开关管保持闭合。

11、根据本发明一些实施例提供的z源逆变器电路，还包括设置在所述电源输入模块正极与所述第一电感的第一端之间的第三开关管，当所述ipm模块处于直通状态，控制所述第三开关管断开。

12、根据本发明一些实施例提供的z源逆变器电路，所述电源输入模块包括整流模块，所述整流模块的输入端连接交流电源，所述电源输入模块正极为所述整流模块的正极输出端，所述电源输入模块负极为所述整流模块的负极输出端。

13、第二方面，本发明实施例提供一种线路板，包括如上第一方面实施例所述的z源逆变器电路。

14、根据本发明实施例提供的线路板，至少具有如下有益效果：线路板中z源逆变器电路的第三电容和第四电容之间通过若干个二极管进行连接，形成与ipm开关管对应的吸能回路，以使在ipm开关管正常动作瞬间产生的能量，可以被第三电容和第四电容有效吸收，当开关管处于稳态后，通过若干个二极管限制电流流向，使得第三电容通过第二缓冲电阻形成与第一电容并联的放能回路，以释放第三电容存储的能量，第四电容通过第一缓冲电阻形成与第二电容并联的放能回路，以释放第四电容存储的能量，上述设计可以实现ipm开关瞬间能量的吸收和释放，有效抑制尖峰电压的形成，从而提高z源网络系统的工作稳定性；此外，上述放能回路还可以将剩余能量转移到x型阻抗网络的第一电容和第二电容中，由于第一电容和第二电容的存在，用于缓冲的第三电容和第四电容电压仅会降至x型阻抗网络电容电压，进而减少了能量损耗，提高了整体能量效率以及直流链相关方案的电控可靠性。

15、第三方面，本发明实施例提供一种控制器，包括如上第二方面实施例所述的线路板。

16、根据本发明实施例提供的控制器，至少具有如下有益效果：控制器中z源逆变器电路的第三电容和第四电容之间通过若干个二极管进行连接，形成与ipm开关管对应的吸能回路，以使在ipm开关管正常动作瞬间产生的能量，可以被第三电容和第四电容有效吸收，当开关管处于稳态后，通过若干个二极管限制电流流向，使得第三电容通过第二缓冲电阻形成与第一电容并联的放能回路，以释放第三电容存储的能量，第四电容通过第一缓冲电阻形成与第二电容并联的放能回路，以释放第四电容存储的能量，上述设计可以实现ipm开关瞬间能量的吸收和释放，有效抑制尖峰电压的形成，从而提高z源网络系统的工作稳定性；此外，上述放能回路还可以将剩余能量转移到x型阻抗网络的第一电容和第二电容中，由于第一电容和第二电容的存在，用于缓冲的第三电容和第四电容电压仅会降至x型阻抗网络电容电压，进而减少了能量损耗，提高了整体能量效率以及直流链相关方案的电控可靠性。

17、第四方面，本发明实施例提供一种空调器，包括如上第二方面实施例所述的线路板或者包括如上第三方面实施例所述的控制器。

18、根据本发明实施例提供的空调器，至少具有如下有益效果：控制器中z源逆变器电路的第三电容和第四电容之间通过若干个二极-管进行连接，形成与ipm开关管对应的吸能回路，以使在ipm开关管正常动作瞬间产生的能量，可以被第三电容和第四电容有效吸收，当开关管处于稳态后，通过若干个二极管限制电流流向，使得第三电容通过第二缓冲电阻形成与第一电容并联的放能回路，以释放第三电容存储的能量，第四电容通过第一缓冲电阻形成与第二电容并联的放能回路，以释放第四电容存储的能量，上述设计可以实现ipm开关瞬间能量的吸收和释放，有效抑制尖峰电压的形成，从而提高z源网络系统的工作稳定性；此外，上述放能回路还可以将剩余能量转移到x型阻抗网络的第一电容和第二电容中，由于第一电容和第二电容的存在，用于缓冲的第三电容和第四电容电压仅会降至x型阻抗网络电容电压，进而减少了能量损耗，提高了整体能量效率以及直流链相关方案的电控可靠性。

19、本发明的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本发明而了解。本发明的目的和其他优点可通过在说明书、权利要求书以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。