高增益单级升压逆变器的恒定最大增益控制策略
2019-08-14 11:32:22 点击：
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本文将恒定最大增益控制策略应用于高增益单级升压逆变器，与简单升压控制下的电容、功率器件电压应力和电感电流纹波进行深入地对比分析。理论分析表明，恒定最大增益控制能有效减小电容、功率器件的电压应力，同时也能减小电感电流纹波。实验结果表明运用这种控制方法，高增益单级升压逆变器具有更优良的性能。
2高增益单级升压逆变器
2.1稳态工作原理
图1为在传统Z源逆变器基础上提出的高增益单级升压逆变器。它将传统Z源逆变器正极性一侧的电感用一个耦合电感升压网络替代，利用模态变化时，耦合电感绕组电动势的变化及二极管通断的改变，将在直通期间存储在耦合电感中的能量输送出去，并提升母线电压。在一个直通周期Tsh中[5]，该电路可运行于三个工作模态：逆变桥短路的直通零矢量状态，逆变桥下面或上面三个开关管短路的传统零矢量状态，和有效矢量状态。
将图1中的逆变桥等效为一个电流源，在一个直通周期中，对电路的模态进行分析可以得到母线峰值电压为:
式中，N为匝比，N=Ns/Np；直通占空比D0=T0/Tsh，D0必须满足D0＜1(N1)；B为电压比。可以看出，电压比同时与D0和耦合电感匝比N有关，对于相同的D0，N越大，电压比越高。输出相电压峰值可表示为:
式中，m为逆变器调制比。定义电压增益表达为
由式（2）看出，逆变器输出电压由升压比和调制比共同决定。而且直通占空比大小受到调制比的制约[5]。电容电压VC1和VC2可表达为
2.2二极管电压
在一个直通周期Tsh内，逆变桥工作于直通零矢量状态时，二极管VD1、VD2截止，承受电压应力分别为