基于Simulink的改進(jìn)Z源逆變器的設計

　　逆變器直流端的峰值電壓為：

　　式中，B 為直通狀態(tài)得到的升壓因子。

　　系統功率為P,則：

　　1.2 改進(jìn)Z源對于電容耐壓值減少的影響

　　在傳統Z源中，電容與電感在直通和非直通狀態(tài)下都是在工作的，所以電感電流無(wú)疑很大，且電容電壓由于對稱(chēng)性而相同；而改進(jìn)Z源中，在非直通狀態(tài)電容基本不工作，而且C2上由于其支路部分與電源直接相連，所以分擔了大部分的電壓，故而電容C2上電壓極大地減少了，從而對器件的耐壓等要求有很大降低，這些優(yōu)點(diǎn)在工業(yè)應用中起著(zhù)至關(guān)重要的作用，同時(shí)可以間接通過(guò)采樣其中一個(gè)電容的大小來(lái)控制電路的直通占空比，從而控制直流鏈最大電壓。

　　2 調制策略與參數選擇

　　2.1 調制策略逆變器輸出的交流電壓

　　調制策略逆變器輸出的交流電壓如下：

　　式中，M 為調制因子。簡(jiǎn)單升壓模式是加入一正一負大小相等的兩個(gè)不變的電壓Up和UN,則定義電壓增益為，同樣則加在逆變器開(kāi)關(guān)管上的電壓應力為：

　　假設載波幅值大小為1,調制因子為M,Up=-UN,直通占空比為D0.根據它們的線(xiàn)性關(guān)系，D0=0時(shí)，Up=1;D0=M 時(shí)，Up=1-M.很容易得到Up=1-D0,Up=-UN.控制示意圖如圖3所示。

圖3 控制示意圖

　　因此，控制模塊在Simulink中的仿真模塊如圖4所示。

圖4 控制模塊

　　2.2 電感電容參數的選擇

　　假設在給定光伏電源系統，開(kāi)關(guān)器件的頻率為10kHz,那么在改進(jìn)型Z源拓撲結構中，直通頻率放大到20 kHz,在升壓模式下，最大直通時(shí)間可以表示如下，部分參數參見(jiàn)表1.

表1 電路參數選擇

　　令Gmax=1.7,則Mmin=0.875,

　　令電流紋波為：

　　式中，ｒ′％＝１％。