一種基于Z源逆變器的燃料電池汽車變換器
然而進(jìn)一步分析發(fā)現(xiàn),它還存在如下局限性:在輕載運(yùn)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(tǒng)是不穩(wěn)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(tǒng)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電機(jī)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(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關(guān)管SW來(lái)實(shí)現(xiàn)電路的所有功能。本文引用地址:http://cafeforensic.com/article/197322.htm
由文獻(xiàn)知,高性能Z源逆變器在Z網(wǎng)絡(luò)小電感并且負(fù)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(tǒng)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(tǒng)Z源逆變器的電壓關(guān)系對(duì)改進(jìn)后的Z源結(jié)構(gòu)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(shí)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。
高性能Z源逆變電路中逆變橋開關(guān)管可以部分實(shí)現(xiàn)零電壓開通的功能。如圖4所示,當(dāng)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(gòu)成回路,如果此時(shí)加入直通信號(hào),即開關(guān)SW關(guān)閉,電感中的電流不能突變,電流通過(guò)逆變橋開關(guān)管的體二極管構(gòu)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(fù)向減小,當(dāng)減小到零后,由于已經(jīng)有直通信號(hào),所以,逆變橋開關(guān)管零電壓導(dǎo)通,實(shí)現(xiàn)了開關(guān)管直通狀態(tài)下的零電壓開通。
它具有如下優(yōu)點(diǎn):新型拓?fù)渚哂袃?nèi)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(xiàn)變換器的軟啟動(dòng);消除了直流鏈的電壓畸變;電路對(duì)負(fù)載的適應(yīng)能力強(qiáng),即能夠工作在燃料電池汽車速度變化大環(huán)境下;簡(jiǎn)化了Z網(wǎng)絡(luò)電感的設(shè)計(jì)和控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì);能部分實(shí)現(xiàn)逆變橋開關(guān)管在直通狀態(tài)時(shí)的零電壓導(dǎo)通,減少了開關(guān)損耗,改善了開關(guān)管的工作環(huán)境。使其更加適合燃料電池汽車高功率密度、寬電壓范圍、瞬時(shí)過(guò)載能力強(qiáng)、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(yīng)用前景。
2 Z源逆變器的調(diào)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(yīng)快,在輸出電壓波形質(zhì)量相同情況下開關(guān)器件工作頻率低,開關(guān)損耗小等優(yōu)點(diǎn),廣泛應(yīng)用在三相逆變器的控制中。
評(píng)論