本文针对常见单相逆变器结构复杂的问题,基于准Z源拓扑来设计单相逆变器,设计方案满足结构简单、高升压比、逆变电流控制的要求。阐述了所选择的电路拓扑及其工作原理,对逆变控制策略进行了研究,在计及纹波系数的条件下获得了系统关键元件参数的设计准则。 通常应用于单相并网逆变器的常见电能变换拓扑结构有以下两种:电压源型和电流源型[1],这两种结构的器件开关均需要预留一定的死区时间来防止直通,导致输出电压和电流的谐波含量增大。此外,针对不同的输入电压形式,有多种常见的高升压结构,例如以boost为基础的变换拓扑、高频升压变压器、电子变压器等。这些大多数结构复杂,增加系统体积和成本,产生电磁干扰,降低系统效率。
Z源逆变器[2]是一种单级的拓扑结构,其高升压比的功能是通过控制同一桥臂上2个开关器件都导通来达到的。这样的直通特点,既能提高电压转换能力,还能避免由错误开关动作导致的桥臂器件损坏。准Z源拓扑不只包含Z源拓扑的特点,还能保持输入电流连续以及C2所承受电压应力较低的特点,在SPWM控制方式[3]下合理设计关键元件参数可以减小纹波[4]。将准Z源拓扑应用于逆变器设计,充分利用直通特点,能改善逆变器设计中系统结构复杂、开关器件多、需要利用变压器升压的不足。
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