抽头电感单级升压逆变器的无源网络设计与参数极限值估计
5实验验证
文献[19]给出了TISSBI在正常工作状态下的关键波形，由于篇幅限制，本文不再给出。下文只给出TISSBI在无源网络参数取到极限值时的工作状态波形，以验证上文分析。
为避免出现开关状态A3、A4、S3和S4，需满足的条件如式(53)和(54)。因此C1、C2和L的极限值起主要作用。为了表明C1、C2和L的值在电路稳态运行时的作用，在第4节给出的设计参数下，取3组值进行实验，分别为：1）C1=0.3μF，C2=0.33μF，L=400μH；2）C1=0.15μF，C2=0.22μF，L=1000μH；3）C1=0.3μF，C2=0.33μF，L=1000μH。
图5为抽头电感单级升压逆变器的关键实验波形。1）当L小于临界值时，如图5(a)和(b)所示，有IL_min<Io甚至IL_min<0，出现有效矢量状态A3和A4，电容C1电流反向补足输出电流(波形中iC1与图3中正方向相同)，造成电容C1在直通零矢量时不能提供足够的能量给抽头电感储存，母线电压出现幅值跌落和波形畸变；2）当C1、C2小于临界值时，如图5(c)所示，有UC1_min<−UC2_min，在直通零矢量状态S3和S4瞬间，明显出现二极管D1电流尖峰，由于线路中寄生阻抗的存在，该尖峰值有限；且由于储能元件在S3和S4时释放了一定能量，母线电压在有效矢量状态时的幅值出现跌落；3）L和C1、C2等于临界值时，如图5(d)和(e)所示，电路工作在正常状态A1、A2和S1，IL_min≥Io且UC1_min≥−UC2_min。二极管电流无尖峰，母线电压平滑无畸变，且其在有效矢量状态时的幅值符合式(46)。
由以上实验结果可知：1）当电感L、电容C1、C2小于临界值时，将会出现第2节中的状态A3和A4、S3和S4，均会导致母线电压幅值跌落和波形畸变；2）母线电压在有效矢量状态时的幅值由电容C1和C2电压相加得到，当容值取的较小使电容电压波动增大时，母线电压由正常时的矩形波变为类似锯齿波，如图5(d)所示，输出相电压、相电流仍为正弦，但幅值降低且谐波增大，如图6所示，输出相电压、相电流幅值为65V和1.2A，小于第4节中理论计算值，其THD分别为4.6%和3.7%；3）实验表明，在满足母线电压幅值和输出波形THD的前提下，电容C1和C2可用可靠性高、容值小的薄膜电容取代，从而提高变换器的可靠性。