單級升壓逆變器及其應用技術(shù)研究.pdf

1、傳統(tǒng)的電壓源逆變器(VSI)是降壓型變換器。在輸入電壓較低或變化范圍較大的場合，如新能源發(fā)電系統(tǒng)，通常需要在其前級加入DC-DC升壓電路，將母線電壓升到足夠大的值，以輸出期望的交流電壓。該方案不僅增加了系統(tǒng)的復雜性，也降低了可靠性。另一方面，常規(guī)的電壓源逆變器需要防止橋臂直通而導致開關(guān)管過流損壞。通常采用插入死區(qū)的方法，但會引起輸出諧波電壓的增大。在此背景下，本文提出并研究了新穎的單級升壓逆變器，并對其電路特點和應用方面的優(yōu)勢和問題進行

2、探討和研究。全文主要內(nèi)容如下:
　　研究了提出的耦合電感單級升壓逆變器(CL-SSBI)。它在逆變橋的前端引入了一個包括耦合電感的無源網(wǎng)絡(luò)，通過調(diào)節(jié)逆變橋臂的直通時間和合理設(shè)計耦合電感的匝比，提升母線電壓，以輸出期望的交流電壓。本文對CL-SSBI的工作原理和升壓性能，參數(shù)設(shè)計，建模分析，電路損耗等進行了詳細的分析和驗證。之后又提出了開關(guān)耦合電感（準）Z源逆變器(SCL-(q)ZSD，同樣對SCL-ZSI和SCL-qZSI的工作原

3、理和升壓性能，參數(shù)設(shè)計，器件應力等進行了詳細的分析、比較和驗證。
　　研究了CL-SSBI光伏并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)，在一級變換中實現(xiàn)升壓、逆變、單位功率因數(shù)并網(wǎng)和最大功率跟蹤的功能，并對控制器進行了分析和設(shè)計。為了進一步降低CL-SSBI光伏并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)的體積、重量和成本，提高變換效率，進一步研究了CL-SSBI非隔離光伏并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)漏電流抑制措施。為了不增加有源器件，提出了改進的CL-SSBI拓撲——CL-SSBI-D，并采用無傳統(tǒng)零矢

4、量的NSPWM調(diào)制方法，使漏電流滿足VDE0126-1-1標準的要求。
　　為了提高能量的傳輸效率、減小電感的電流應力并簡化電路結(jié)構(gòu)，本文又提出了抽頭電感型單級升壓逆變器，包括抽頭電感準Z源逆變器(TL-qZSI)、抽頭電感單級升壓逆變器(TL-SSBI)和雙抽頭電感單級升壓逆變器(DTL-SSBI)。TL-qZSI具有高升壓能力，電容電壓應力低，輸入和母線共地，輸入電流連續(xù)等優(yōu)勢，相比于ZSI，更適合應用于新能源發(fā)電的場合。而T

5、L-SSBI則更為簡潔實用且升壓比更高。
　　為了討論無電解電容TL-qZSI的可行性，研究了TL-qZSI在一個直通周期內(nèi)所有可能的運行狀態(tài)，通過合理設(shè)計電感和電容值可避免給電路帶來危害的運行狀態(tài)，同時估計了電感和電容的極限值。得到TL-qZSI采用高壽命、低容值的薄膜電容同樣可以實現(xiàn)電路正常工作的結(jié)論。
　　本文最后將無電解電容的TL-qZSI應用于單相輸入的交流調(diào)速系統(tǒng)。系統(tǒng)中的電容都為無極性電容，提高了系統(tǒng)的可靠性并