一種基于Z源逆變器的燃料電池汽車(chē)變換器
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然而進(jìn)一步分析發(fā)現，它還存在如下局限性：在輕載運行時(shí)，Z網(wǎng)絡(luò )輸出電壓的最大值會(huì )越來(lái)越高，而從高頻來(lái)看，Z網(wǎng)絡(luò )輸出電壓存在很明顯的畸變；在輕載時(shí)，Z源逆變器直流鏈電壓是發(fā)散的，系統是不穩定的。變換器存在啟動(dòng)沖擊問(wèn)題，不具有抑制啟動(dòng)沖擊的能力，從而損壞變換器。
1．2 Z源逆變器的改進(jìn)
為了解決傳統Z源逆變器存在的上述不足，本文引入一種高性能適合燃料電池汽車(chē)電機控制用的新型Z源逆變器。
圖3為高性能Z源逆變器的主電路圖。開(kāi)關(guān)管SW使Z網(wǎng)絡(luò )的電流能夠反向流動(dòng)；二極管VD保證了電源電流的單向流動(dòng)；而輸入電容C給電路的反向電流提供了個(gè)通路。通過(guò)控制直通占空比和開(kāi)關(guān)管SW來(lái)實(shí)現電路的所有功能。本文引用地址：http://dyxdggzs.com/article/197322.htm
由文獻知，高性能Z源逆變器在Z網(wǎng)絡(luò )小電感并且負載變化范圍很大的情況下，各部分電壓之間的關(guān)系與傳統Z源逆變器處于正常狀態(tài)時(shí)各部分的關(guān)系完全相同。所以傳統Z源逆變器的電壓關(guān)系對改進(jìn)后的Z源結構仍然適用。
由圖4中的工作模式4、工作模式5和工作模式6代替了傳統Z源逆變器在輕載或小電感時(shí)出現的三種特殊的非正常工作狀態(tài)，保證電路工作正常。
高性能Z源逆變電路中逆變橋開(kāi)關(guān)管可以部分實(shí)現零電壓開(kāi)通的功能。如圖4所示，當電路處于工作模式6時(shí)，電路中的電流通過(guò)輸入電容和Z網(wǎng)絡(luò )電容構成回路，如果此時(shí)加入直通信號，即開(kāi)關(guān)SW關(guān)閉，電感中的電流不能突變，電流通過(guò)逆變橋開(kāi)關(guān)管的體二極管構成回路，形成了圖4(g)中的①所示的特殊直通狀態(tài)。該狀態(tài)使二極管把直流鏈電壓Vi箝在了零電壓，與此同時(shí)電感電流在負向減小，當減小到零后，由于已經(jīng)有直通信號，所以，逆變橋開(kāi)關(guān)管零電壓導通，實(shí)現了開(kāi)關(guān)管直通狀態(tài)下的零電壓開(kāi)通。
它具有如下優(yōu)點(diǎn)：新型拓撲具有內在的抑制啟動(dòng)沖擊的能力，通過(guò)采用合適的軟啟動(dòng)策略，可以實(shí)現變換器的軟啟動(dòng)；消除了直流鏈的電壓畸變；電路對負載的適應能力強，即能夠工作在燃料電池汽車(chē)速度變化大環(huán)境下；簡(jiǎn)化了Z網(wǎng)絡(luò )電感的設計和控制系統的設計；能部分實(shí)現逆變橋開(kāi)關(guān)管在直通狀態(tài)時(shí)的零電壓導通，減少了開(kāi)關(guān)損耗，改善了開(kāi)關(guān)管的工作環(huán)境。使其更加適合燃料電池汽車(chē)高功率密度、寬電壓范圍、瞬時(shí)過(guò)載能力強、高可靠性、輸出功率大、成本合理等要求，在燃料電池汽車(chē)上有很好的應用前景。
2 Z源逆變器的調制方法
在眾多逆變器控制算法里，SVPWM算法以其有物理概念清晰，直流電壓利用率高，動(dòng)態(tài)響應快，在輸出電壓波形質(zhì)量相同情況下開(kāi)關(guān)器件工作頻率低，開(kāi)關(guān)損耗小等優(yōu)點(diǎn)，廣泛應用在三相逆變器的控制中。
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