改进型开关电感准 Z 源逆变器
4 实验验证
为进一步验证理论分析的有效性，本文以TMS320F28335 DSP 为核心搭建了样机，实验参数与仿真一致。图15 所示为简单升压控制方式下，改进型准Z 源拓扑的实验结果，直通比D=0.2，输出相电压峰值为90 V，从上而下的箭头依次为各个物理量的坐标零点，下文图中的箭头含义类同。由图15(b)可以看出，实验中由于二极管的导通压降、IGBT 的饱和压降以及线路阻抗等原因，UPN=230 V、UC1=90 V、UC2=130 V，实验结果与理论及仿真有差距，但是基本一致，说明新型准Z 源拓扑具有更高的升压能力。
图16、17 为最大恒定升压控制方式下，改进型准Z 源拓扑的实验结果，其中输入电压为48 V，输出相电压峰值100 V，每相负载为100 Ω，3 种电路拓扑的调制比分别为M1=0.931，M2=0.793，M3=0.672。图16 为3 种拓扑结构的逆变器直流侧电压与A 相电压波形图，其中图16 (a)为改进型拓扑，图16 (b)为开关电感Ⅰ型拓扑，图16 (c)为传统准Z 源拓扑。由图16 可以看出，改进型拓扑的UPN1=200 V，开关电感Ⅰ型的UPN2=240 V，传统准Z 源UPN3=280 V，改进型开关电感拓扑的逆变器侧输入电压最低。图17 为3 种拓扑的电容电压及电感电流波形图。图17(a)中，改进型开关电感拓扑的电容电压UC11=80 V，UC21=110 V，电感电流脉动为2 A；图17(b)中，开关电感Ⅰ型的电容电压UC12=120 V，UC22=120 V，电感电流脉动为3 A；图17(c)中，传统准Z 源拓扑的电容电压UC13=160 V，UC23=110 V，电感电流脉动为4 A。通过比较可知，改进型拓扑的电容C1、C2 的电压应力及电感电流电流脉动均为最低，与前述的理论及仿真一致。
5 结论
本文首先详细分析了改进型开关电感准Z源逆变器的工作原理，随后与其他几种拓扑进行了电流电压应力的分析比较，利用Matlab/Simulink 软件进行了仿真研究，最后在以TMS320F28335 为核心的控制平台上搭建了样机，仿真及实验结果表明逆变器的性能得到了提高，更加适用于光伏发电系统等输入电压较低的场合，具有很强的工程应用价值。该拓扑相对于其他结构在工作效率、系统稳定性方面是否存在一定的优势，有待于进一步的研究。