增强型Z源逆变器

Z源逆变器利用特殊的X型LC网络实现升降压功能,同桥臂允许直通,提高了逆变器的可靠性。但传统Z源逆变器的升压能力有限,不适用于需要高升压增益的场合。提出一种增强型Z源逆变器拓扑,其具有以下优点:显著增强了逆变器的升压能力,扩大了Z源逆变器的应用场合;实现高调制因子,提高整个逆变器输出的电能质量;有效地降低Z源网络电容的电压应力,有助于减小系统的体积和成本。对增强型拓扑进行了稳态分析,仿真和实验结果验证了该逆变器拓扑的特点。

两电平可升压自然软开关DC/AC逆变器控制模式与参数设计

介绍了一种能有效整合DC/DC和DC/AC两级电能变换的新型逆变器拓扑的四种基本控制时序。详细推导了该拓扑在正常工作时,对应直流输入电压,调制度,输出功率以及直流电感量选取之间的基本关系及设计准则。分析了为实现软开关动作,逆变器在三种直通模式下分别对应出现的最大电流应力。最后给出500W功率的样机设计实例,并通过实验加以验证。

基于新型双电压空间矢量调制的准Z源六桥臂电压源逆变器

传统多相逆变器输出电压幅值普遍低于输入电压。当负载过大,需要的直流母线电压会更高,相对应的滤波电容体积会更大,成本更高。在多相逆变器的传统控制中,死区设置的复杂性影响着输出波形的质量。针对这些缺点,将准Z源网络引入六桥臂电压源逆变器(QZS-SL-VSI)中,在分析传统六桥臂逆变器空间矢量调制策略的基础上提出了一种新的带直通控制的双电压空间矢量调制策略。首先,分析准Z源六桥臂电压源逆变器(QZS-SL-VSI)升压工作原理;接着,分析准Z源六桥臂电压源逆变器的电压矢量分布。在此基础上,详细阐述了所提出的带直通控制的双电压空间矢量调制策略以及两种基于直通零矢量作用时间分配的开关模式。最后,基于Matlab/Simulink进行仿真验证并设计了一台小功率样机进行实验验证。通过分析仿真与实验波形,充分验证准Z源六相逆变器及控制策略的正确性和可行性。

一种抑制三相准开关升压逆变器电感电流纹波的空间矢量调制方法

高频电流纹波影响了变换器电感体积和质量,针对准开关升压逆变器,传统的直通调制算法并不能做到电感电流纹波最小。该文提出一种最小电感电流纹波的空间矢量调制方法,重新分配了开关管导通与关断时序。在此基础上,推导使得电感电流纹波最小时直通占空比和导通占空比所满足的数学关系。最后,通过仿真和实验对比了所提出的新型调制算法和传统算法在抑制电感电流纹波方面的性能,结果证明了理论分析的正确性。

一种提高升压能力的改进型Z源逆变器

Z源逆变器(ZSI)自提出以来以其自身的优点成为新能源领域的研究热点。但传统Z源逆变器在广泛应用的同时,其升压能力低的缺陷表现得越来越突出。提出一种提高升压能力改进型Z源逆变器,与传统Z源逆变器相比,在实现相同电压增益的条件下,改进型拓扑可使用更小的直通占空比和更高的调制因子,降低开关器件的电压应力和电流应力。详细分析了改进型Z源逆变器的工作过程、升压特性和调制原理,最后通过仿真验证了理论分析的正确性。

一种倍压开关电容型Quasi-Z源逆变器

为弥补传统准Z源逆变器升压能力弱,电容和开关管电压应力较高,直流源输出电流断续,纹波较大,强升压能力与输出优质波形冲突等缺点,提出了一种倍压开关电容型Quasi-Z源逆变器拓扑。该拓扑是在传统准Z源逆变器的基础上通过增加一个开关电容网络、一个升压电感和一个续流二极管并经优化设计而成。通过采用简单升压调制策略控制开关管通断,实现三相桥臂直通使阻抗源进行储能,进而完成单级升压逆变的过程。该结构较传统Z源逆变器拥有成倍的升压能力,且在直通占空比较低的情况下升压能力依然具有较明显的优势,同时具有电容电压应力低,直流源输出电流连续等优点。通过仿真和实验验证了其准确性与优越性。

高增益准Z源网络间接矩阵变换器的结构研究

针对传统矩阵变换器的电压传输比低于0.866,限制了矩阵变换器应用的问题,结合准Z源网络升压的概念,提出了一种新型准Z源间接矩阵变换器拓扑结构。传统间接矩阵变换器和准Z源网络结合的准Z源间接矩阵变换器能够提高电压转换率,但受到占空比和调制系数的限制,实际升压效果并不理想;而所提出的新型准Z源间接矩阵变换器拓扑结构是将两个准Z源网络与间接矩阵变换器结合,从而能够减小占空比和调制系数的影响,可以将电压传输增益提高3~4倍。并通过公式推导,得到了所提出结构的电压传输比计算公式,并与传统准Z源间接矩阵变换器、间接矩阵变换器进行比较。实验结果表明,所提出的准Z源间接矩阵变换器拓扑结构比传统两种拓扑结构的输出增益高,验证了所提出结构的正确性和有效性。

一种非隔离型无桥臂直通的集成升压光伏逆变器

针对低电压输入光伏系统的特点,文章在双Buck半桥逆变器的基础上,在输入端增加一个Boost电路的升压单元,提出一种非隔离型无桥臂直通的集成升压光伏逆变器。与常规桥式逆变结构相比,该集成升压逆变器不存在桥臂直通问题,且可分别优化电路中各开关管与二极管的设计,有利于提高拓扑结构的整体效率;同时开关管的驱动信号不需延迟时间,避免了延迟时间引起的输出波形畸变问题。另外,给出统一的半周期SPWM调制方式,整个升压和逆变过程只有2个开关管工作在高频状态,有利于降低逆变器的功率损耗。该文对该逆变电路的工作原理与稳态性能进行了详细分析,并搭建了所提变换器的实验样机,实验结果证明了理论分析的正确性和方案的可行性。

两级升压式高增益三相逆变器

传统Z源逆变器及其衍生拓扑只能通过控制直通时间实现升压,针对这一特点提出了一种两级升压式高增益三相逆变器,即在结构上采取了两级升压设计,在特定调制方式下合理分配非直通时间可以实现升压。分析了电路工作原理,介绍了PWM控制策略,利用仿真软件及试验数据验证了理论分析的准确性,并证明新型拓扑更适用于需要较大DC/AC电压增益的场合。