基于Quasi-Z源矩阵式变换器电压传输比的研究-论文.pdf

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1、第52卷第l2期电测与仪表VOI．52No．122015年6月25日ElectricalMeasurement＆InstrumentationJun．25．2015基于Quasi—z源矩阵式变换器电压传输比的研究魏萍，李波(南昌大学信息工程学院，南昌330031)摘要：为了克服传统矩阵式变换器电压传输比过低的问题，本文提出了基于Quasi．z源网络的单相矩阵式变换器电路拓扑。采用Quasi-z源电路拓扑的单相矩阵式变换器的优势在于：在升压的模式下，可以使变换器的电压传输比大于1；允许变换器桥臂瞬间短路或开路，从而提高系统可靠性；在不同输出频率下，通过改变占空比可以得到幅值可控的输

2、出电压波形。本文首先对单相Quasi—z源矩阵式变换器的工作原理和运行模式进行分析；给出了单相Quasi-z源矩阵式变换器的状态方程数学模型，在此基础上，推导出了其电压传输比公式。最后通过PSIM电力电子仿真软件来搭建仿真模型，验证了理论的正确性和合理性。关键词：Quasi-z源网络；电压传输比；占空比；单相矩阵式变换器；PSIM仿真中图分类号：TM46文献标识码：A文章编号：1001—1390(2015)12—0035—05ResearchonthevoltagetransferratioformatrixconvertersbasedonQuasi·zsourceWeiPin

3、g，LiBo(SchoolofInformationEngineering，NanchangUniversity，Nanchang330031，China)Abstract：Thispaperproposedanewsingle—phasematrixconvertertopologybasedontheQuasi-znetworkinordertosolvetheproblemoflowvoltagetransferratioexistinginthetraditionalmatrixconverter．Theproposedsingle-phaseQuasi—z-source

4、matrixconverterhasmanyadvantages．Itcanmakethevoltagetransferratiohigherthanoneinthebuck—boostmode．ItdanalsoallowshortcircuitsandopencircuitssimultaneouslySOastoimprovethereliabilityofthesystem．What’Smore一，outputvoltagewaveformswithcontrollableamplitudecanbeobtainedunderdifferentoutputfre-quen

5、ciesbychangingthedutyratio．Firstly，theoperationprincipleandrunningmodeofthesingle-phaseQuasi-Z-sourcematrixconyerterwereanalyzedinthispaper．Then，onthebasisofthestateequationmathematicalmodelofthesingle—phaseQuasi—z-sourcematrixconverter，theformulaofthevoltagetransferratiowasdeduced．Finally，as

6、imula—tionmodelwasconstructedbyusingthePSIMsoftwareandthecorrectnessandrationalityofthetheorywereverified．Keywords：Quasi：Znetwork，voltagetransferratio，dutyratio，single-phasematrixconverter，PSIMsimulation0引言机驱动、射频感应加热，音频功率放大和电压补偿等相比于传统的双PWM变换器而言[3]，矩阵式变领域中。由于传统矩阵式变换器的电压传输比只有换器(MC)具有许多优点：0．866，

7、从而导致在传统的单相矩阵式变换器拓扑结(1)无中间直流储能环节，体积缩小，功率电路构中，交流输出电压始终不能超过交流输入电压。简单、紧凑；此外，同一桥臂上的两个双向开关在同一时刻不能(2)能量的双向流通，正弦的输入输出电流；处于闭合状态，否则会产生尖峰冲击电流损坏开关(3)可输出频率、幅值及相位可控的正弦负载器件。电压；然而Quasi．z源网络可以很好的克服上诉矩阵(4)输入功率因数等于t或可控。式变换器的这些缺点。在需要电压调节的应用场合单相矩阵式变换器已经广泛的应用于感应电动