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一種基于Z源逆變器的燃料電池汽車變換器

作者: 時間:2011-08-24 來源:網(wǎng)絡 收藏

然而進一步分析發(fā)現(xiàn),它還存在如下局限性:在輕載運行時,Z網(wǎng)絡輸出電壓的最大值會越來越高,而從高頻來看,Z網(wǎng)絡輸出電壓存在很明顯的畸變;在輕載時,直流鏈電壓是發(fā)散的,系統(tǒng)是不穩(wěn)定的。變換器存在啟動沖擊問題,不具有抑制啟動沖擊的能力,從而損壞變換器。
1.2 的改進
為了解決傳統(tǒng)存在的上述不足,本文引入一種高性能適合汽車電機控制用的新型Z源逆變器。
圖3為高性能Z源逆變器的主電路圖。開關管SW使Z網(wǎng)絡的電流能夠反向流動;二極管VD保證了電源電流的單向流動;而輸入電容C給電路的反向電流提供了個通路。通過控制直通占空比和開關管SW來實現(xiàn)電路的所有功能。

本文引用地址:http://butianyuan.cn/article/197322.htm

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由文獻知,高性能Z源逆變器在Z網(wǎng)絡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系與傳統(tǒng)Z源逆變器處于正常狀態(tài)時各部分的關系完全相同。所以傳統(tǒng)Z源逆變器的電壓關系對改進后的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(tǒng)Z源逆變器在輕載或小電感時出現(xiàn)的三種特殊的非正常工作狀態(tài),保證電路工作正常。

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高性能Z源逆變電路中逆變橋開關管可以部分實現(xiàn)零電壓開通的功能。如圖4所示,當電路處于工作模式6時,電路中的電流通過輸入電容和Z網(wǎng)絡電容構成回路,如果此時加入直通信號,即開關SW關閉,電感中的電流不能突變,電流通過逆變橋開關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,逆變橋開關管零電壓導通,實現(xiàn)了開關管直通狀態(tài)下的零電壓開通。
它具有如下優(yōu)點:新型拓撲具有內在的抑制啟動沖擊的能力,通過采用合適的軟啟動策略,可以實現(xiàn)變換器的軟啟動;消除了直流鏈的電壓畸變;電路對負載的適應能力強,即能夠工作在汽車速度變化大環(huán)境下;簡化了Z網(wǎng)絡電感的設計和控制系統(tǒng)的設計;能部分實現(xiàn)逆變橋開關管在直通狀態(tài)時的零電壓導通,減少了開關損耗,改善了開關管的工作環(huán)境。使其更加適合汽車高功率密度、寬電壓范圍、瞬時過載能力強、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,動態(tài)響應快,在輸出電壓波形質量相同情況下開關器件工作頻率低,開關損耗小等優(yōu)點,廣泛應用在三相逆變器的控制中。



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