准Z源升压变换器的软开关技术仿真研究

系统仿真学报 ›› 2015, Vol. 27 ›› Issue (3): 656-661.

准Z源升压变换器的软开关技术仿真研究

夏鲲, 曾彦能, 葛越, 李肖迪

上海理工大学光电信息与计算机工程学院, 上海 200093

收稿日期:2014-03-14 修回日期:2014-08-15 出版日期:2015-03-08 发布日期:2020-08-20
作者简介:夏鲲(1980-),男,上海市人,博士,副教授,研究方向为电机及其控制、新能源技术应用等;曾彦能(1989-),男,湖北省人,硕士生,研究方向为电机及其控制技术;葛越(1990-),男,安徽省人,硕士生,研究方向为新能源技术。
基金资助:
国家自然科学基金项目(51207091/E070303)

Simulation Study of Soft Switching Technology for Quasi-Z-source Boost Converter

Xia Kun, Zeng Yanneng, Ge Yue, Li Xiaodi

School of Optical-Electrical and Computer Engineering, University of Shanghai for Science and Technology, Shanghai 200093, China

Received:2014-03-14 Revised:2014-08-15 Online:2015-03-08 Published:2020-08-20

摘要/Abstract

摘要： 在具有相同输入电压、开关管占空比相等的条件下,准Z源升压变换器拓扑可以提供比传统升压变换器拓扑更高的输出电压,具有效率高、实用输出电压范围广的优点。在准Z源升压变换器的基础上设计了一种软开关电路,用辅助开关管代替原拓扑中的二极管,实现了主开关管的零电压开通。在MATLAB/Simulink环境下对该软开关电路进行了仿真。仿真结果表明,改进后的准Z源升压变换器能降低主开关管的开关应力与续流二极管的通态损耗,增强了系统的稳定性,可以提高开关器件的使用寿命。

关键词: 准Z源升压变换器, 软开关技术, 开关应力, 系统仿真

Abstract: With the same input voltage and duty cycle, quasi-Z-source boost converter can provide higher output voltage than traditional boost converter. It has the advantages of high efficiency, wide range of practical output voltage. A quasi-Z-source boost converter topology with soft switching technology was proposed. Using assist switch replaced the diode of original topology, which could accomplish the zero voltage switching on state of the main switch. The MATLAB/Simulink simulation results show that the new topology can reduce the switch stress of main switch and increase the system stability, also it can prolong the life time of switching devices.

Key words: quasi-Z-source boost converter, soft switching technology, switch stress, system simulation

中图分类号:

TM46

夏鲲, 曾彦能, 葛越, 李肖迪. 准Z源升压变换器的软开关技术仿真研究[J]. 系统仿真学报, 2015, 27(3): 656-661.

Xia Kun, Zeng Yanneng, Ge Yue, Li Xiaodi. Simulation Study of Soft Switching Technology for Quasi-Z-source Boost Converter[J]. Journal of System Simulation, 2015, 27(3): 656-661.

参考文献

[1] 王利民, 钱照明, 彭方正. Z源升压变换器[J]. 电气传动, 2006, 36(1): 28-29.
[2] Peng F Z.Z-source Inverter[J]. Industry Applications, IEEE Transactions on (S0093-9994), 2003, 39(2): 504-510.
[3] 彭方正, 房绪鹏, 顾斌, 等. Z源变换器[J]. 电工技术学报, 2004, 19(2): 47-51.
[4] Anderson J, Peng F Z.Four Quasi-Z-Source Inverters[C]// Power Electronics Specialists Conference. Greece: IEEE, 2008: 2743-2749.
[5] 李杰. Quasi-Z 源逆变器的分析与设计 [D]. 北京: 北京交通大学, 2009.
[6] Li Y, Anderson J, Peng F Z, et al. Quasi-Z-source Inverter for Photovoltaic Power Generation Systems[C]// Applied Power Electronics Conference and Exposition. Washington DC, United States: IEEE, 2009: 918-924.
[7] 蔡春伟, 曲延滨, 盛况. 准 Z 源逆变器的暂态建模与分析[J]. 电机与控制学报, 2011, 15(10): 7-13.
[8] 丁新平. Z 源变流器关键技术的研究 [D]. 杭州: 浙江大学, 2007.
[9] 孙瑞赓. 基于Z源逆变器的高压电源研究和设计 [D]. 哈尔滨: 哈尔滨工业大学, 2009.
[10] Shen M, Peng F Z.Operation Modes and Characteristics of the Z-source Inverter with Small Inductance or Low Power Factor[J]. Industrial Electronics, IEEE Transactions on (S0278-0046), 2008, 55(1): 89-96.
[11] 王利民, 钱照明, 彭方正. Z 源直流变换器[J]. 电气应用, 2005, 24(2): 123-124.
[12] Vilathgamuwa D M, Gajanayake C J, Loh P C.Modulation and Control of Three-phase Paralleled Z-source Inverters for Distributed Generation Applications[J]. Energy Conversion, IEEE Transactions on (S0885-8969), 2009, 24(1): 173-183.
[13] 李媛, 彭方正. Z源/准Z源逆变器在光伏并网系统中的电容电压恒压控制策略[J]. 电工技术学报, 2011, 26(5): 62-69.
[14] 刘胜杰, 吴苓芝. 一种准Z-源DC-DC变流器的研究[J]. 微型机与应用, 2012, 31(17): 33-36.
[15] 汤雨, 谢少军, 张超华. 改进型Z源逆变器[J]. 中国电机工程学报, 2009, 29(30): 28-34.
[16] 高奇, 钱照明, 顾斌, 等. 阻抗型逆变器的一种非正常工作状态分析[J]. 电工技术学报, 2005, 20(8): 178-184.