一种改进的高增益无电压尖峰分裂Y源逆变器

在分布式可再生能源发电系统中,Y源逆变器YSI（Y-source inverter）拓扑已被应用于实现灵活地升降压。然而在系统需要高电压增益时,Y源逆变器的调制因数和升压占空比相互制约的缺陷导致其电压质量和直流母线利用率大大降低。此外,在考虑漏感的影响时,YSI会产生由感应电流突变引起的电压尖峰。鉴于此,提出一种改进型分裂Y源逆变器ISYSI（improved split Y-source inverter）,通过把分裂源结构与Y源阻抗网络相结合并且加入电压钳位单元,不仅能有效解决上述问题,还可以显著提高系统电压增益,同时消除二极管寄生电容和Y源阻抗网络漏电感谐振引起的电压振荡。对ISYSI进行详细的理论分析,仿真与实验结果验证了该逆变器的可行性。     

实现输入电流连续的优化型Y源逆变器

传统Y源逆变器输入电流断续,同时耦合电感漏感会导致直流母线电压尖峰和电压增益的降低.为此提出了一种优化型Y源逆变器,能够实现连续的输入电流并抑制耦合电感漏感对逆变器性能的影响,降低了启动冲击电流,减小了母线电压尖峰和磁芯的尺寸.相比传统Y源逆变器,在相同的电压增益下,优化型Y源逆变器的直通占空比更低,从而增大了调制比范...     

低直流链电压尖峰的二极管辅助型优化Y源逆变器

耦合电感的引入使阻抗源逆变器的升压能力得到进一步提高，并改善了传统Z源拓扑中调制比与直通占空比之间的约束关系。然而，漏感的存在导致逆变器出现直流链电压尖峰，恶化了开关器件的工作条件，限制了逆变器的功率等级。为解决上述问题，以优化型Y源逆变器为研究对象，提出一种低直流链电压尖峰的优化Y源拓扑结构，利用无源吸收回路确保逆变器状态切换时直流链电压的平滑过渡，消除了直流链电压尖峰。此外，新提出拓扑继承了优化型Y源逆变器的所有优点，并且在相同的直通占空比下，具有更高的升压能力。最后，通过对比二者的仿真和实验结果，验证了新拓扑在升压能力和抑制电压尖峰方面的优越性能。     

一族具有直流链电压箝位的高升压比Y源逆变器

针对耦合电感型阻抗源逆变器出现的直流链电压尖峰问题,在传统Y源逆变器的基础上,引入新型吸收回路,提出一族具有直流链电压箝位的高升压比Y源逆变器拓扑结构。对拓扑的工作模态和关键器件的电压、电流进行了详细分析,并给出电容和二极管的电压应力。相比其他耦合电感型阻抗源逆变器,所提逆变器在相同的电压增益下,具有更小的直通占空比,从而增大了调制比范围,提高了直流链电压利用率,且具有输入电流连续、元件电压应力较低等优点。搭建一台200 W实验样机,验证了理论分析的正确性以及所提逆变器的优越性。     

适用于大功率场合的新型双Z源电压源逆变器

传统Z源电压源逆变器(Z-source voltage-type inverter,ZVSI)中,电容电压高于输入电压,逆变器开关管电流应力过大,升压能力受到了限制,为此提出了新型双Z源电压源逆变器(novel double Z-source voltage source inverter,NDZVSI)拓扑结构。分析了NDZVSI的各种工作状态,推导了各元件电压关系。NDZVSI中各功率开关管采用改进脉宽调制(improved pulse-width modulation,IPWM)方式进行调制,确定了逆变器功率开关管的电流应力。仿真及试验结果验证了NDZVSI拓扑的可行性,与传统ZVSI相比,NDZVSI能降低电容电压,减小逆变器开关管的电流应力,提高升压能力,适于大功率应用场合。     

基于光伏发电的改进型Z源逆变器

随着Z源拓扑结构的不断改进,出现了阻抗网络中带有有源开关器件的结构,但其输出电压增益较低且调制范围有限.提出了具有高升压能力的耦合型开关准Z源逆变器,并加入耦合电感来消除输入电流纹波.针对有源开关器件的控制,提出改进型空间矢量脉宽调制(SVPWM)直通调制法,通过调节开关调制数i可以以较小的直通占空比获得更高的输出电压增益.采用Simulink进行仿真实验,结果验证了新型拓扑结构和改进型调制方法的可行性以及电流纹波消除的效果.     

一种低开关次数和高电压增益的准Z源逆变器不连续调制

准Z源逆变器因输入电流连续、结构简单等优势被广泛地用来代替传统的两级结构。针对现有调制策略存在的生成栅极信号复杂、逆变桥开关器件切换次数过多、开关管的开关损耗大和电压增益不足的问题,提出一种低开关次数和高电压增益的准Z源逆变器不连续调制策略。该策略在每个周期内使用更少的参考信号即可生成栅极控制信号,同时这种不连续调制策略的开关信号在每个基频的部分周期内被钳位到正极或负极,使得逆变器开关次数显著减少,进而降低了开关管的开关损耗。此外,通过合理设计直通时间和直通插入位置,获得最大输出电压增益。MATLAB/PLECS仿真和RT-LAB实验结果验证了该调制策略的正确性和有效性。     

单级升压逆变器的混合六段直通调制策略

单级升压逆变器具有独特的阻抗源网络,利用桥臂直通实现升压,能够适应宽输入电压场合。不同的直通调制方式会影响逆变器的电感电流纹波、开关管电压应力、输出电压波形质量等。传统六段直通调制将直通平均分为6份,并且不增加额外的开关次数,具有电感电流纹波小的特点。该文提出的混合六段直通调制,将传统六段直通调制作为其中一种直通插入方式,并提出另外3种直通插入方式,通过不同的输出电压增益选择相应的混合直通调制。与传统六段直通调制相比,在输出增益一定时,能够减小电感电流纹波和开关管电压应力。最后通过实验验证理论分析的正确性。     

高可靠三电平逆变器构造方法研究EI北大核心CSCD

文章针对中点钳位(neutral point clamped inverter,NPC)类逆变电路存在的直流电容短路风险提出一种高可靠三电平逆变电路构造方法。首先,详细分析NPC逆变电路存在的2类电容直通风险以及当前高可靠三电平逆变电路存在的不足,总结出构造高可靠NPC逆变器的2条原则。并基于此原则介绍新型高可靠NPC逆变电路的构造过程,发明一种分裂电感型复合中点钳位逆变器(split inductor hybrid neutral point clamped inverter,SI-HNPC)。所得电路的所有输出桥臂均由二极管与开关管串联构成,而与电容串联的开关管回路中含有分裂电感,有效地避免直流电容直通短路问题。此外,电路采用开关管和二极管的混合钳位结构,保持电压应力减半的基础上也保持零电平续流模态多样性。详细分析所提SI-HNPC运行特性与防直通能力,并搭建仿真模型和试验样机验证新型电路工作原理的正确性和短路抑制能力的有效性。     

单相中点箝位开关电容多电平逆变器及其控制

提出一种单相电压源中点箝位开关电容多电平逆变器,该逆变器利用直流母线箝位电容对电源电压进行分割,通过控制电源与电容的串并联实现逆变器多电平输出,并且可以通过扩展进一步提高逆变器的输出电平数量和电压增益。为实现电容的电压平衡,同时降低其电压纹波,逆变器的调制过程考虑了开关的冗余状态,且开关管之间互补工作,调制策略简单。对所提逆变器的工作原理、调制策略、电容电压及相关参数进行了详细分析,并给出了拓扑结构的扩展方法。最后,分别通过仿真和实验,对所提逆变器的稳态性能和动态性能进行了验证。