提升升压能力的增强型准Z源逆变器设计与验证

增强型准Z源逆变器的设计和验证着重于解决传统Z源逆变器在升压能力和适用范围上的局限。传统的Z源逆变器由于升压倍数较低，往往在直流输入电压较低的场景，如微网中的光伏并网，表现不佳，需要额外的DC/DC转换器来提高输入电压，这增加了系统的复杂性和成本。此外，传统逆变器还存在同一桥臂开关同步问题和波形畸变。 为克服这些问题，研究者们发展了准Z源逆变器，其中第二种准Z源设计在保持相同升压倍数的同时减少了器件应力，为后续改进提供了基础。文献[3]和[4]分别通过引入开关电感(Switched Inductor, SL)和自举电容来提升准Z源逆变器的性能，形成了SL准Z源逆变器I型和II型，但它们的升压能力仍有待提高。 本文在这些研究成果的基础上，提出了两种增强型准Z源逆变器拓扑。首先，增强型拓扑I型是通过在文献[4]的SL准Z源基础上增加一级级联开关电感，进一步扩大了升压能力。其次，增强型拓扑II型则是在SL准Z源II型中用自举电容替换了一个二极管，这样不仅简化了硬件结构，而且显著提升了准Z源逆变器的整体性能。 这两种新型拓扑的优势在于它们能够适应更广泛的输入电压范围，提供更高的升压比，使得逆变器能够在各种场合下稳定运行，包括对电能质量要求较高的应用场景。理论分析、仿真和实验验证都证明了这两种增强型准Z源逆变器的可行性和优越性，表明它们在实际应用中具有较大的潜力和价值。这不仅解决了传统Z源逆变器的问题，也为未来的能源转换技术提供了新的可能。