基于Z源的输出串联型全桥直流变换器研究

发布时间：2020-06-02 23:53

【摘要】：利用风能和太阳能转化为电能的方式具有可循环利用和环保等优势,但是由于自然能量不受人为控制,所以发出来的电能一般都不能直接投入到生产和生活中。而电力电子技术,是将电能加工处理后提供给负载的技术,其中包括升压、逆变、整流、应急供电等技术。Z源逆变器(Z-Source Inverter,ZSI)将升压和逆变两部分结合,利用其自身特殊的电路结构与特性,弥补了传统电压源逆变器(Voltage Source Inverter,VSI)或电流源逆变器(Current Source Inverter,CSI)在工程应用中的不足。本文将多个Z源全桥直流变换器组合使用,利用Z源逆变器的升压能力以及串联电路电压叠加的特性搭建了输出端串联的电力电子变换系统,该系统具有结构简单、易于研究等优点。本文围绕由两个及以上的Z源全桥直流变换器组成的输入串联或并联、输出串联的两种不同的电力电子变换系统的电路结构和工作原理做出分析和扰动方程推导。首先,对Z源逆变电路的两种运行状态分别进行暂态电路等效和内部物理量关系推导,采用状态空间平均法和引入小信号扰动量,得出控制量和输出量之间的传递函数,并且分析Z源逆变电路电容、电感、直通占空比的选取大小对输出电压稳定性的影响。然后搭建模块化电路系统,分析输入电压或电流和输出电压的均分关系,得出输入并联型电路具有输入电流均分控制和输出电压均分控制的两种控制方式,而输入串联型电路只可由输入电压均分控制输出电压均分。在此基础上,分别对输入并联型系统设计输出电压均分型控制策略和输入串联型系统设计输入电压均分型控制策略。另外,针对输入串联型系统,在合适的控制参数下,采用交叉控制策略可以保证输出电压的稳定均分,探讨影响功率均分的主要因素。最后,在MATLAB/SIMULINK平台上完成了两种电路的仿真,仿真结果验证了理论推导的正确性。结果表明,将多个Z源全桥直流变换器以串联和并联的方式组成的系统,不仅可以稳定输出高电压,还可以减少单个模块内部元器件的电压应力。
【学位授予单位】：广州大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2019
【分类号】：TM46

【参考文献】

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本文编号：2693957