一種新型逆變器及其滑模控制

傳統單相橋式逆變器作為一種常見的拓撲結構，在許多領域得到了廣泛應用。然而，該拓撲的輸出逆變電壓幅值必須低于輸入直流電壓，當應用在輸出電壓高于輸入電壓的場合時，須增加一級Boost電路來提高直流電壓，這會導致逆變器成本、體積和電路復雜性的增加，同時也降低了其傳輸效率。為此，參考文獻[1-3]提出Z源逆變器，其輸出電壓可高于或低于直流電源電壓，且無橋臂直通問題。但 Z源逆變器是在傳統橋式逆變器前加了一個Z源網絡，其成本和效率問題依然沒能很好地解決。參考文獻[4-6]對雙Boost逆變器進行研究。雙Boost逆變器由兩個同步Boost級聯而成，這種逆變器的輸出電壓可高于或低于直流電源電壓，因而在實用中有更大的靈活性，同時降低了成本，簡化了電路。但是該逆變器的兩個Boost需要協調工作，每個Boost的兩個開關之間需要加入死區時間，因此控制起來相對復雜，且四個開關都工作在高頻狀態，開關損耗較大。
本文在雙Boost逆變器的基礎上提出了一種新型逆變器，該逆變器只需要一個Boost電路和一個換向橋。其輸出電壓可高于或低于直流電源電壓，拓撲結構較雙Boost逆變器簡單，整個拓撲只有一個開關工作在高頻狀態減少了開關損耗，且不存在兩個Boost控制協調的問題。故其拓撲結構和控制結構都相對雙Boost逆變器簡單。

Boost電路的控制設計，因此其控制的設計比較簡單。整個拓撲只有一個開關工作在高頻狀態，從而減小了開關損耗提高了系統效率。為了使該電路獲得很好的魯棒性，在分析其工作原理的基礎上，對其滑模控制策略進行了研究。最后進行了仿真驗證，仿真結果表明在滑模控制下的新型逆變器對負載擾動具有很好的抑制能力，表現出很好的動態和穩態性能，且輸出電壓波形諧波含量低，波形質量好，是一種高性能的逆變器。

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