低电压应力单级升降压逆变器及控制策略

针对传统基于Buck-Boost非隔离逆变器具有电压应力大的缺点,提出一种具有低电压应力的新型无变压器单级升降压电压源逆变器拓扑及其调制方案。该拓扑可以在较宽的输入电压范围内实现逆变,同时具有低电压应力与电感电流纹波。文中首先分析该逆变器的拓扑特性及工作模态,设计可以保证输出电容电压平衡的逆变器的调制策略,建立共模等效电路,对高频漏电流进行分析。最后,搭建硬件实验平台,在DSP TMS320F28335和FPGA XC6SLX9-2TQG 144C数字化平台上对提出的方案进行实验验证,实验结果验证了所提新型拓扑和控制方法的有效性。

适合宽输入电压的单级升降压逆变器

光伏电池受环境、光照、温度等因素的影响,其输出电压范围宽,光伏并网逆变器需要完成逆变与升压两个功能。提出一种新型的适用于宽输入电压的单级式升降压逆变器拓扑,基于"虚拟变压器"的结构,在单级功率变换中实现逆变与升压的功能。采用高频的功率开关器件构成变比连续可调的虚拟升压变压器,替代传统笨重的工频升压变压器,使得逆变系统的体积、重量以及成本降低,易于集成,并且提高了变换效率。对该逆变器降压逆变与升压逆变的两种工作模式进行分析,给出调制策略的具体实现方案。仿真与实验结果表明,所提出的拓扑适合宽输入电压的升降压逆变场合。

有源升降压逆变器双模式调制策略研究

新能源发电系统要求逆变器具有宽输入电压适应能力,该文基于有源升降压逆变器拓扑,对恒升压比调制和双模态调制两种调制方法进行对比。双模态调制根据不同的直流输入与瞬时的交流输出电压大小关系,使电路呈现出不同的等效电路结构,且每种结构均只有部分开关管高频工作,有利于提高变换效率。还对两种调制下电感电流、开关管电流应力进行分析比较。实验结果表明,该变换器可双模式工作,具有宽输入电压适应能力。

耦合电感宽输入有源升降压逆变器

传统升压电路由于占空比的限制,升压能力有限,要使输出电压恒定,输入直流电压不能太低。提出了一种耦合电感宽输入有源升降压逆变器,分析了电路的工作模态、开关管应力和电路增益。通过设置耦合电感的匝比,在输入电压较低时,该电路可以实现较高幅值的交流电压输出;输入电压较高时可以实现降压逆变。适时修正耦合电感Boost AC/AC电路的占空比,可以使电路增益保持恒定。仿真和实验结果表明该电路能够在较宽的输入电压范围内实现升压和降压逆变。

单相单级升降压逆变器的拓扑分析与比较

传统能源的快速消耗使新能源得以快速发展,其中以光伏发电尤为引人瞩目。作为光伏发电系统能量转换与控制核心的光伏逆变器,是将光伏阵列输出的直流电转换成交流电并注入到电网的电力装置。其拓扑结构的性能不仅决定着整个系统的发电效率,而且大大影响总体系统成本。作为快速发展的分布式光伏发电系统,单相单级升降压逆变器具有成本低、效率高、结构简单的优点,成为主要的光伏逆变器。论文以5种典型的隔离型和非隔离型的单相单级升降压逆变器为研究对象,从拓扑结构、是否并网运行以及主要性能指标等方面进行了比较分析,说明了逆变器设计应综合考虑开关器件个数、高频工作器件数、工作对称性、EMI(电磁干扰)以及系统效率等因素,指出未来单相单级升降压逆变器的低EMI干扰、低成本、高效率以及高可靠性的发展趋势。

一种新型升降压型多电平逆变器

提出一种新型单级升降压多电平逆变器,该逆变器可适应输入直流电压的大范围变化,在可再生能源的能量转换、存储及传送系统中有重要的应用前景。该升降压多电平逆变器由Buck-Boost变换器推演而来,利用电感作为储能和均衡元件,无需电解电容,具有较高的可靠性和较长的使用寿命。本文介绍了升降压多电平逆变器的拓扑结构和基本工作原理。在分析其均流特性的基础上,选择载波反相PWM调制策略,实现该逆变器的自均流。最后给出仿真和实验结果,对理论分析进行验证。

单级升降压型NPC逆变器中性点电压平衡控制方法

三电平中性点钳位(NPC)逆变系统研究的主要问题是直流链电压增益的范围较窄以及中性点电位不平衡。中性点电位不平衡将造成输出波形含有低次谐波,以及电容、开关承受不平衡电压,导致其使用寿命下降。本文提出一种Buck-Boost三电平NPC逆变器中性点电压平衡的控制策略。采用该方法逆变器可有效输出平衡的直流链电容电压。Matlab/Simulink仿真和实验证明了所提方法的有效性。

一种单级三相Cuk三电平逆变器研究

该文提出一种单级三相Cuk三电平逆变器。该逆变器由Cuk飞跨电容型三电平DC-DC变换器进行三相拓展而构成。借助于Cuk变换器可升降压的工作特性,该逆变器具备实现升降压逆变的能力,同时兼顾三电平逆变器在中高功率应用场合中的优势。此外,本文采用载波相移调制方式,实现了飞跨电容的电压自平衡。首先介绍该逆变器的拓扑结构与调制方式,然后分析该逆变器在载波相移调制方式下的工作模式与工作特性,并在此基础上推导电路稳态数学关系与输入输出电压增益。最终确定电压闭环的控制策略,并通过仿真与实验结果验证该逆变器可实现单级升降压,且输出电压增益范围宽,适合应用于可再生能源发电领域。