寄生参数对高增益准Z源逆变器的性能影响

房成群，国珍，郝杨阳，李恺，李海滨，张民

（青岛理工大学信息与控制工程学院，山东 青岛 266520）

大功率电力电子装置在社会生产与日常生活中，从研究到实际工程应用，已取得较好的经济效益[1]。尤其在光伏并网中，高升压能力、高性能的变换器是必不可少的[2-4]，而Z源及其衍生拓扑因其引入直通状态大幅提高了变换器的电压增益与效率[5-7]。但是由于电路器件中不可避免的寄生参数，会对系统的可靠性造成无法忽略的影响[8]。

文献[9]提出了一种基于单相Z源逆变器的改进型PWM控制策略，并通过对开关管、二极管、电感的损耗计算进行了效率分析，但是其分析过程比较简单。文献[10]提出了一种新型准Z源拓扑，并对其进行了更为详细的损耗分析，但主要是对不同控制策略下的电路损耗对比。文献[11]提出了一种新型准Z源变拓扑结构并做了损耗分析，在前人的基础上非常细致地分析了IGBT与二极管的损耗，但对逆变器中的寄生参数影响考虑得不够全面。

传统的变压器型（准）Z源逆变器[12-13]的结构比较简单且具有高升压能力，但耦合电感的漏感在产生电压尖峰的同时会对逆变桥开关管造成冲击且影响逆变器的效率。一种高电压增益耦合电感准Z源逆变器（switched coupled-inductor quasi-Z-source inverter，SCIqZSI）切实解决了这类问题，其原理如图1所示，二极管D1的引入，使得耦合电感Np的漏感在电路非直通时产生的电压尖峰被电容C2钳位，降低了逆变桥上的开关管的电压应力，同时漏感能量得到重复利用，提升了逆变器的转换效率。……