基于Z源逆变器的两种控制策略对比研究

文章对Z源逆变器的工作原理进行了分析,验证了Z源逆变器的升降压能力。对传统电压源型逆变器和电流源型逆变器与Z源逆变器的性能进行了对比,最终验证了Z源逆变器的整体性能优于传统逆变器。通过分析对比恒定直通占空比和最大化直通占空比两种PWM控制策略,得到两种控制策略下的最大直通占空比的大小,以及开关管最大电压应力的大小,为不同场合的不同控制策略控制提供了依据。     

一种新型Z源逆变器

为了提高逆变器直流侧输出电压,提出了一种新型Z源逆变器。该拓扑结构将Z源网络中的传统电感用开关电感代替,并且将两个开关电感型准Z源逆变器并联构成升压模块。讨论了该电路的工作原理,并用MATLAB软件进行仿真验证。仿真结果表明:该拓扑结构在较短的直通时间内升压能力更强,有效地减小了Z源网络中一个电容的电压应力,达到预期设计的目的。     

基于SVPWM控制的T型逆变器的研究

由于Z源逆变器的输出电压具有较宽的输出范围,谐波含量较少,可以完成单级并网,在电能变换系统中多有应用。为了进一步提高电压增益和减少谐波含量,提出采用T源逆变器对Z源逆变器的电路拓扑进行改进,其特殊的T源网络减少了无源器件的使用,采用改进的SVPWM技术控制T源逆变器,在Matlab/Simulink下进行仿真实验,仿真结果验证了该逆变器拓扑的优点。     

开关电感型Z源三电平逆变器直流链电压间接控制

为了研究开关电感型Z源三电平逆变器的内在特性以及直流链电压的控制策略.文章分析了此逆变器3种不同工作状态,采用小信号建模方法对该逆变器直流侧建模.由于直通零电压的存在,直流链电压为一系列高频方波信号,不易检测,而Z源网络电容电压为非脉动量与直流链电压又有一种线性关系,因此通过控制电容电压来间接控制直流链电压比直接控制直流链电压更简单易行.在详细分析系统小信号模型的基础上,设计了PI控制器,通过控制Z源网络电容电压间接控制直流链电压.仿真结果验证了小信号模型的正确性及控制器的有效性.     

基于改进型开关电感的级联准Z源逆变器

为了提高准Z源逆变器的升压能力,同时减小电容电压应力和输入电感电流纹波,结合具有高升压能力的改进型开关电感,用改进型开关电感替代级联型准Z源逆变器二级阻抗网络中的电感,提出了一种新型准Z源逆变器。分析了其拓扑结构和工作原理,仿真结果表明,与级联型准Z源逆变器相比,该逆变器具有升压能力强、输入电感电流纹波小、电容电压应力小等优点,验证了拓扑的正确性和可行性。     

Z源逆变器的直通零矢量控制策略的研究

针对离网型的Z源逆变器提出了一种利用直通零矢量对Z源电容电压进行闭环控制方案.介绍了Z源逆变器的概念,并在此基础上介绍了利用直通零矢量对Z源电容电压进行闭环控制的原理,同时给出了完整的控制框图与PI参数的整定方法.仿真结果表明了控制方法的正确性与有效性.     

多级联开关电感型准Z源逆变器研究

针对传统Z源逆变器电压增益低、启动电流冲击大等缺点,提出一种基于多级联的开关电感型准Z源逆变器,该逆变器是将传统的准Z源逆变器输入端的一个电感用级联的开关电感单元来替代,这样不但可以提高逆变器的升压因子,而且可以减小传统准Z源逆变器中出现的启动冲击电流,同时这种逆变器的控制方法简单,采用直接升压控制方法.在理论分析的基础上,通过仿真,验证了这种拓扑的优点.     

基于准Z源逆变器的光伏并网控制

针对光伏电池工作时受光照强度、环境温度影响而导致输出电压具有较大波动性这一问题,构建了一种基于准Z源逆变器的光伏并网系统,并采用两级自然坐标控制,通过调节准Z源逆变器的直通占空比来控制直流侧电压稳定;同时,在abc自然坐标下实现对准Z源逆变器的有功和无功的独立控制,避免了参数不准确导致的电流解耦不彻底。对运行中出现的光伏电源输出波动进行的仿真和dSPACE实时控制实验表明,采用该控制策略的基于准Z源逆变器的光伏并网系统能有效抑制光伏电池输出电压波动对并网的影响,向电网输入更高质量的电能。     

基于Simulink的三相Z源逆变器SVPWM仿真研究

针对Z源逆变器的控制特点,选用电压空间矢量脉宽调制(SVPWM)作为控制算法,并利用Matlab软件的Simulink工具构建了Z源逆变器的SVPWM控制算法的仿真模型,得到了预期的仿真结果;并把这种算法应用到Z源逆变器上.从仿真的结果可以看出,该控制算法达到了设计的目的,实际应用中可在DSP中实现.     

电源嵌入式开关电感Z源并网逆变器设计

Z源逆变器能够克服升压与逆变不兼容的缺点,但其升压能力却受逆变电路中调制因子的限制,不能充分发挥其优势。而现有改进技术在提高升压的同时,相应的增加了器件的耐压等级与成本,针对这一不足,通过结合电源嵌入式的改进思路,提出了一种具有高增益、高容错性能的电源嵌入式开关电感Z源逆变器拓扑。与Z源逆变器相比,不仅升压能力得到大幅提高,还具有更加严格的对称结构,并且降低了电容应力与启动时的冲击电流,从而减小了逆变器的成本和体积。除此之外,还可在光伏发电系统中运行于单电源开路、短路以及双电源电压不平衡等工况中。最后搭建了其光伏并网仿真模型,并在StarSim HIL实验平台进行了验证,实验结果验证了逆变器的正确性与可实现性,能够更有效地完成并网逆变工作。     

Z源型逆变器母线电压PI控制策略的研究

介绍了一种在Z源逆变器输入电压发生变化时,通过对Z源电容电压的控制,快速稳定直流母线电压的PI控制策略.在详细分析了系统小信号模型的基础上提出了控制方法,同时设计了响应速度快,稳定性强的PI控制器.     

一种单相弧焊逆变器的功率因数校正电路

为了进一步改善单相弧焊逆变器的电磁兼容性能力,在传统的弧焊逆变器基础上,增加功率因数校正电路。功率因数的主电路采用常规的升压电路,控制方式采用常规的电压负反馈和平均电流负反馈的双闭环控制策略;采用无损吸收电路,降低升压电路功率开关器件的应力,提高变换电路的效率,降低变换电路电磁干扰。文中讨论了工作原理,并制作5 kW弧焊逆变器。实验结果表明,变换器获得了高功率因数,大大地降低了器件的开关应力。     

浅谈受控源的分析计算

随着电子工业的发展,新的电子器件不断出现。在电路模型中,常以受控源(controlled source)来表征这些器件中某处电压或电流能控制另一处的电压和电流的物理现象。这种电源有两个控制端纽(称输入端),两个受控端纽(称输出端)。就其输出端所呈现的性能来看,可分为受控电压源、受控电流源。而按控制量是电压或电流,受控电压源又分     

准Z源逆变器耦合电感电流纹波抑制及电热分析

准Z源逆变器拥有一个独特的阻抗网络将电源和变换电路相耦合,并具有特殊的升降压功能.电感是其阻抗网络中的核心元件,在设备中占有较大比重,使用耦合电感能显著减小其尺寸和重量.本文提出了一种耦合电感的新型设计方案以减小准Z源逆变器的输入电流纹波,重点分析了耦合电感的损耗以及温升问题,给出了磁芯与绕组损耗以及热的解析表达式.基于Ansys有限元软件搭建了多物理域联合仿真模型以及搭建了一台6 kW的准Z源逆变器样机进行仿真与试验验证.     

准Z源逆变器的小波调制方法

提出一种适用于准Z源逆变器的小波调制策略,通过改变传统小波调制采样点位置,增大直通占空比的调节范围.将直通矢量分为两等份,分别插入采样时刻两端,使其不需额外增加开关频率,且理论上可获得最大恒定直通占空比.对所提小波调制与两种传统准Z源逆变器调制策略进行比较,对准Z源逆变器不同调制策略的升压能力、效率、谐波、调制比进行了系统的理论分析,最后通过仿真对所提方法进行验证.理论与仿真均表明,所提小波调制具有谐波小、电压利用率高、升压能力强等优点.     

SVPWM在基于DSP+FPGA的Z源逆变器中的应用

介绍了一种利用现场可编程门阵列(FPGA)产生空间矢量脉宽调制(SVPWM)的方法,同时结合DSP的AD采样数据对FPGA进行控制,通过仿真及其在小功率Z源逆变器中的实际电压输出波形,验证了此方案的可行性.该方法具有执行速度快、性能稳定、控制精度高等优点.     

基于SVPWM的Z源三电平逆变器升压能力分析

单级结构的Z源三电平中点钳位式逆变器将升压和逆变两个环节结合在一起,结构简单且效率高．文章对这种逆变器的空间矢量脉宽调制（SVPWM）方法进行了分析,指出逆变器在这种脉宽调制方法的作用下升压因子和调制因子存在相互制约的关系,从而限制了电压增益的最大值,影响了逆变器的升压能力,需进一步改进．仿真结果证明了理论分析的正确性．     

一种新型准Z源逆变器

针对传统Z源逆变器升压能力不足、升压范围较窄和增益较小等问题,提出一种新型准Z源拓扑结构,通过一组串联的开关电感单元替代传统准Z源阻抗网络中的一个电感,以在较小占空比时得到较大升压因子;通过MATLAB/SIMULINK软件进行仿真验证,并与其他Z源拓扑进行对比分析。结果表明,新拓扑结构弥补了传统Z源逆变器升压能力不足和升压范围窄等问题,且在并网状态下输出的电能较高,有良好的并网效果。     

基于PTAT改进的带隙基准源电路的设计与仿真

高精度的2.5V基准电压对数字电压表、电源系统以及运算放大器有着重要的作用。在分析比较各种基准电压源性能的前提下,最终选择了以基于PTAT(与绝对温度成正比)改进的带隙基准源电路作为设计的基础。采用了电源电压分配电路实现基准电压源的在较宽的电源范围内能输出高精度的基准电压,增加了输出驱动级电路保证电压基准源有大的负载能力,优化了启动电路、温度保护电路、过流和过压保护电路,保证该电路稳定可靠的工作。     

SVPWM技术在Z源逆变器中的应用

利用空间矢量脉宽调制(SVPWM)技术,对DSP-TMS320f2812的通用定时计数器进行配置,生成4路PWM波来驱动Z源逆变器的开关管,将输入的直流电逆变成输出电压波形为正弦波的交流电.