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新型三相电压型准z源AC-AC变换器

电源学报 2024年第1期22卷 66-73页

作者：李昊舒徐飞赵志远山东化工职业学院机电工程学院潍坊261000 滨州职业学院机电工程学院滨州256600 国网山东省电力公司齐河县供电公司德州251100

提出一种新型三相准z源AC-AC变换器的电路拓扑,并对电路的基本工作原理和结构进行了研究分析,对输入电压和输出电压的关系进行了推导。这种电路拓扑使用脉冲宽度调制法进行控制,可以达到改变输出电压的效果。运用MATLAB/Simulink搭建仿... 详细信息

提出一种新型三相准z源AC-AC变换器的电路拓扑,并对电路的基本工作原理和结构进行了研究分析,对输入电压和输出电压的关系进行了推导。这种电路拓扑使用脉冲宽度调制法进行控制,可以达到改变输出电压的效果。运用MATLAB/Simulink搭建仿真模型,对仿真结果进行分析。最后在仿真模型基础上搭建了实验电路。实验结果验证了电路拓扑的可行性和电路分析的正确性。

关键词：三相准z源 AC-AC变换器脉冲宽度调制

集成三绕组耦合电感、倍压单元的准z源变换器

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太阳能学报 2024年第7期45卷 389-397页

作者：丁新平俞寅昊严智强张鹏程张胜蓝南京信息工程大学自动化学院南京210044

高增益、高效率的DC-DC变换器是直流微电网系统中最为关键的一环。本文提出一种基于准z源(quasi-z-source)的直流变换器,并结合三绕组耦合电感、倍压单元结构。该变换器不仅继承了准z源结构、耦合电感、开关电容/电感的优势,具有高升压... 详细信息

高增益、高效率的DC-DC变换器是直流微电网系统中最为关键的一环。本文提出一种基于准z源(quasi-z-source)的直流变换器,并结合三绕组耦合电感、倍压单元结构。该变换器不仅继承了准z源结构、耦合电感、开关电容/电感的优势,具有高升压能力、输入电流连续、电路箝位、元器件低电压电流应力、电流纹波小等优势,而且通过对有源器件软开关的实现,减小了电路损耗,获得了较高的工作效率。该文针对所提变换器的工作原理、特性、稳态以及参数选型进行详细说明,并在实验室搭建一台200 W的实验样机验证了所提变换器的可行性。

关键词： DC-DC变换器零电压开关零电流开关耦合电感准z源

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基于准z源变换的无线充电系统电磁屏蔽研究

电工电气 2024年第4期 10-16页

作者：张学毅张赛易文静任立权李斌湖南工业大学电气与信息工程学院湖南株洲412000

在无线电能传输系统中,线圈结构参数对系统的传输效率以及漏磁影响很大,且对于传统桥式逆变电路,其提供的电压只能是母线电压以下,极大限制了输出功率能力以及调压能力。以有源磁屏蔽结构为基础,提出了一种基于准z源逆变的有源屏蔽线圈... 详细信息

在无线电能传输系统中,线圈结构参数对系统的传输效率以及漏磁影响很大,且对于传统桥式逆变电路,其提供的电压只能是母线电压以下,极大限制了输出功率能力以及调压能力。以有源磁屏蔽结构为基础,提出了一种基于准z源逆变的有源屏蔽线圈结构,通过多目标粒子群算法分析了在低漏磁和高传输效率的双目标下的线圈结构参数;根据得到的线圈参数,研制了一套基于准z源逆变的有源屏蔽线圈结构的无线充电系统。经MATLAB/Simulink仿真表明,在输出功率恒定为3.7 kW时,系统传输效率能够达到98.5%,优化后的漏磁相比于优化前下降了55.1%。

关键词：电动汽车准z源电磁屏蔽多目标粒子群算法

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准z源软开关高增益DC-DC变换器

太阳能学报 2023年第10期44卷 120-128页

作者：赵振伟张民贾海涛薛鹏飞叶睿明董静文青岛理工大学信息与控制工程学院青岛266520

为使光伏系统能够稳定地输出逆变器母线所需高压直流电,需使用高增益DC-DC变换器来实现光伏组件电压等级提升,基于此设计一款准z源软开关高增益DC-DC变换器应用于光伏系统中。在准z源框架基础上使用有源开关管替换二极管并嵌入耦合电感... 详细信息

为使光伏系统能够稳定地输出逆变器母线所需高压直流电,需使用高增益DC-DC变换器来实现光伏组件电压等级提升,基于此设计一款准z源软开关高增益DC-DC变换器应用于光伏系统中。在准z源框架基础上使用有源开关管替换二极管并嵌入耦合电感和开关电容模块,可实现软开关、高电压增益以及高效率。介绍该变换器的工作原理,分析稳态下性能表现,并与同类型变换器进行比较,结合变换器的建模仿真及样机实验,验证理论分析的正确性。

关键词： DC-DC变换器光伏组件软开关高增益准z源

连续三态模式开关前置型准z源高增益Boost变换器的特性

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高电压技术 2023年第5期49卷 2150-2160页

作者：周磊秦岭王亚芳许兴周然许骥南通大学电气工程学院南通226019 博世华域转向系统有限公司上海201821

为了全面了解开关前置型准z源Boost变换器的性能,对其在连续三态模式(continuous triple-state mode, CTSM)下的工作原理和稳态特性进行了深入分析。相比于传统的电流连续导通模式(continuous conduction mode, CCM)和连续双向导通模式(... 详细信息

为了全面了解开关前置型准z源Boost变换器的性能,对其在连续三态模式(continuous triple-state mode, CTSM)下的工作原理和稳态特性进行了深入分析。相比于传统的电流连续导通模式(continuous conduction mode, CCM)和连续双向导通模式(continuous bidirectional conduction mode, CBCM),CTSM下该变换器保留了功率管电压应力相等且约为输出电压一半的优点,但是具有更高的电压增益;此外,电感L2的体积大幅度减小,开关管实现了零电流开通,且所有二极管能自然关断。通过一台280 W/100 kHz实验样机验证了理论分析的正确性。实验表明,输出电压400 V条件下,在全负载范围内CTSM都具有显著的效率优势,其最大效率为97.1%。

关键词： Boost变换器连续三态模式准z源高增益双电感无变压器软开关稳态特性

光伏准z源H桥级联多电平逆变器并网调制技术

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太阳能学报 2022年第11期43卷 50-59页

作者：孟志强邵武唐杰尹进田湖南大学电气与信息工程学院长沙410001 邵阳学院多电源地区电网运行与控制湖南省重点实验室邵阳422000

该文针对光伏准z源逆变器的运行特点,基于逆变器两态滞环电流控制工作原理,提出一种能使逆变器直通实现光伏MPPT的三态滞环控制器和单相准z源级联逆变器三态滞环控制系统,分析三态滞环控制器的工作原理,并用三单元准z源级联逆变器系统仿... 详细信息

该文针对光伏准z源逆变器的运行特点,基于逆变器两态滞环电流控制工作原理,提出一种能使逆变器直通实现光伏MPPT的三态滞环控制器和单相准z源级联逆变器三态滞环控制系统,分析三态滞环控制器的工作原理,并用三单元准z源级联逆变器系统仿真,对比研究三态滞环控制、载波层叠法和载波移相法的控制效果。仿真结果表明,三态滞环控制调制策略表现出更好的稳态和动态响应性能,其并网电流谐波畸变率更小。

关键词：光伏发电逆变器滞环控制级联H桥准z源

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集成倍压电路的准z源软开关变换器稳态研究

太阳能学报 2023年第5期44卷 139-145页

作者：王凤莲周明珠曹益畅韦正怡丁新平青岛理工大学信息与控制工程学院青岛266520 南京信息工程大学自动化学院南京210044

提出一种集成倍压电路的准z源软开关DC-DC变换器(qzS-SCSS)。通过同步整流技术,将阻抗网络中的二极管替换为辅助开关管Sa,不仅可降低了被替换二极管的导通损耗,而且可提供主开关S的zVS开关特性;二极管在zVzCS环境下运行,能极大降低开关... 详细信息

提出一种集成倍压电路的准z源软开关DC-DC变换器(qzS-SCSS)。通过同步整流技术,将阻抗网络中的二极管替换为辅助开关管Sa,不仅可降低了被替换二极管的导通损耗,而且可提供主开关S的zVS开关特性;二极管在zVzCS环境下运行,能极大降低开关损耗和反向恢复损耗;同时通过钳位回路吸收耦合元件的漏感能量。变换器qzS-SCSS具有输入电流连续、能满足光伏发电系统电压增益要求、输入输出共地、电压增益高、效率高等优点。分析和推导变换器的工作模态、电压电流应力、效率损耗和与其他变换器的对比,最后搭建输出功率100 W样机验证理论分析的正确性。

关键词：软开关光伏发电效率高增益准z源

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基于倍压单元的新型准z源逆变电路

太阳能学报 2022年第2期43卷 182-188页

作者：李恺郝杨阳李海滨韦正怡刘贇丁新平青岛理工大学信息与控制工程学院青岛266520

针对现有的技术缺陷,提出一种高电压增益的单级逆变电路,利用直流侧改良倍压单元和逆变侧直通状态,实现交流输出电压受耦合绕组匝数比和直通占空比的双自由度调节,在小直通占空比时能够获得高升压比。分析新拓扑的工作模态、各元件之间... 详细信息

针对现有的技术缺陷,提出一种高电压增益的单级逆变电路,利用直流侧改良倍压单元和逆变侧直通状态,实现交流输出电压受耦合绕组匝数比和直通占空比的双自由度调节,在小直通占空比时能够获得高升压比。分析新拓扑的工作模态、各元件之间的电压和电流关系以及比较三相桥式逆变器总开关功率。在此基础上,分析寄生参数条件下逆变器升压比与效率之间的关系。最后,搭建850 W实验样机进行验证,实验结果与理论分析和仿真结果一致,验证所提逆变器的正确性和可行性。

关键词：光伏逆变器效率准z源拓扑高电压增益

准z源级联多电平光伏逆变器并网控制策略研究

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准Z源级联多电平光伏逆变器并网控制策略研究

作者：黄柯重庆理工大学

学位级别：硕士

在能源日益匮乏和价格不断攀升的大环境下,世界各国的能源利用方式正在向着高品质、低成本、清洁低碳的方向发展,随着电力电子技术的不断进步,光伏发电发展迅速,已经成为新能源发展的主要目标之一。准z源级联多电平光伏并网逆变器通过... 详细信息

在能源日益匮乏和价格不断攀升的大环境下,世界各国的能源利用方式正在向着高品质、低成本、清洁低碳的方向发展,随着电力电子技术的不断进步,光伏发电发展迅速,已经成为新能源发展的主要目标之一。准z源级联多电平光伏并网逆变器通过单级功率变换就能同时完成DC-DC变换和DC-AC逆变,可以实现每级单元独立的MPPT控制,应用在光伏系统中可以提高系统的可靠性和并网电流质量,降低光伏发电的成本。因此,本文以准z源级联多电平光伏并网逆变器为研究对象,具体研究内容如下:首先,分析了准z源逆变器的工作原理,推导了其升压机理,对准z源阻抗网络参数进行了设计;通过单个准z源H桥逆变单元的状态空间方程得到了相应的传递函数,建立了准z源级联多电平光伏并网系统的等效模型;分析了系统功率不平衡下的过调制机理,以及过调制对并网电流及系统稳定性的影响。然后,在单个准z源H桥逆变单元开关状态分析的基础上,将单极性调制中的带同臂互补的单臂斩波调制策略和传统准z源级联多电平逆变器的调制策略相结合,得到一种融合直通占空比的改进载波水平移相调制策略。在准z源级联多电平光伏并网系统的控制策略中,前级通过扰动观察法实现每级准z源H桥逆变单元独立的最大功率点追踪控制,再通过电压、电流双环控制完成DC-DC变换,并设计了控制器参数;后级通过功率外环控制实现直流母线恒压,以及各级单元之间的直流母线电压平衡,通过电流内环完成光伏并网控制,针对严重功率不平衡下准z源级联多电平光伏并网系统中的过调制现象,本文提出一种最优三次谐波补偿策略来扩大系统的运行范围,并根据准z源逆变器的调制比裕度,结合多项式拟合法设计了最优三次谐波补偿系数,从而得到最优的三次谐波,并注入到过调制单元的调制波中,抑制严重功率不平衡下系统中的过调制现象,同时根据本文所提的三次谐波分配策略,将等量反向的三次谐波补偿给未过调单元,以消除并网电流中的三次谐波分量。最后,搭建了三单元准z源级联多电平光伏并网系统的实时仿真模型,通过RTLAB实时仿真平台对本文所提的最大功率点追踪控制、DC-DC双环控制、独立的直流母线电压平衡控制、并网电流控制以及严重功率不平衡下的最优三次谐波补偿控制进行了验证,分析了系统在不同工况下的仿真波形。并在一台600W的准z源级联多电平逆变器样机上进行了实验,仿真和实验结果均验证了本文理论分析的正确性及所提调制策略、并网控制策略的有效性。

关键词：光伏发电准z源级联多电平逆变器功率不平衡并网控制