交错式电流馈电开关逆变器

张丽珍，王红燕

（山西电力职业技术学院电力工程系，山西 太原 030021）

当前，屋顶光伏系统的安装大幅增加。通常，屋顶光伏系统的输出电压较低，因为太阳能安装的可用空间相对较小，这就需要设计一种新的小型光伏装置的电力电子接口以输出高交流电压，且这些电源接口需具有高变换增益和可调节的功率输出。

从较小的直流电源获得高交流输出电压的最常用方法是在电压源逆变器（voltage source inverter，VSI）的输出端连接变压器（transformer，T/F）。为了消除线频变压器，升压级可以用作直流电源和VSI输入之间的接口以提高整个系统的功率密度和效率。然而，在这种情况下，接口是通过直流链路电容器连接，因此当工作开关频率很高时，容易由于穿透而发生故障；另一种方法是使用高增益逆变器，其在输出交流电压和输入直流电压之间具有非常高的升压比。这些单级逆变器的额定功率在几百W到大约1 kW之间，其输出受到高于此额定值非常多的输入电流的限制。对此，阻抗源逆变器（impedance source inverters，ZSI）是一种潜在的解决方案，基于前端升压级（front end boost stage，FBS）的配置可将高增益ZSI分为三大类。文献[1-2]提到了各种基于无源前端升压级（pas⁃sive front end boost stage，PFBS）的ZSI，这些拓扑能够实现高增益，然而，较多的无源元件数量大大增加了变换器的体积。为了解决这一困难，文献[3-4]中提出了各种基于有源前端升压级（active front end boos，AFBS）的ZSI拓扑结构。

文献[5]提出了一种有源阻抗源逆变器（ac⁃tive impedance source inverters ，AISI）结构，其特殊性能适合屋顶光伏应用所需的高电压变换比、穿透保护、连续输入电流等需求。……