[发明专利]逆变器频率特性计算方法、系统、存储介质及计算设备

说明书

本发明公开了一种逆变器频率特性计算方法、系统、存储介质及计算设备，本发明采用DCM工作模式的全阶模型计算逆变器频率特性，相较于传统的降阶模型，频率特性计算更加精确。

技术领域

本发明涉及一种逆变器频率特性计算方法、系统、存储介质及计算设备，属于频率预测领域。

背景技术

有源开关电容/电感准Z源逆变器(ASC-qZSI)由H.Anh-Vu于2015年首次提出，是一种性能优异的拓扑结构。这种新型逆变器(见图1)与传统的Z源逆变器(ZSI)相比具有更优异的性能。

在以往的工作中，主要是对CCM工作状态下的有源开关电容/电感准Z源逆变器进行研究，在进行逆变器频率特性计算时，需要构建DCM状态下的逆变器模型，目前采用的是降阶模型，这种模型在高频范围内会出现比较大的误差，从而导致频率计算不精确。

发明内容

本发明提供了一种逆变器频率特性计算方法及系统，解决了背景技术中披露的问题。

为了解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案是：

逆变器频率特性计算方法，包括，

获取逆变器DCM状态下的参数，其中，逆变器为有源开关电容/电感准Z源逆变器；

将参数带入预先构建的逆变器DCM状态下的全阶模型，计算逆变器的频率特性。

参数包括逆变器等效电路中开关管稳态下的导通占空比、开关管稳态下的导通周期、电感感值、电容容值、等效负载阻值和输入电压。

构建的逆变器DCM状态下的全阶模型，具体过程为，

对逆变器DCM状态下的等效电路进行分析，获取各模态下的状态方程；

根据各模态下的状态方程，得到状态方程平均模型；

采用修正矩阵修正状态方程平均模型；

将小信号带入修正后的状态方程平均模型，获得小信号模型；

将小信号模型进行拉普拉斯变换，获得逆变器DCM状态下的全阶模型。

修正矩阵公式为，

其中，M为修正矩阵，d₁为等效电路中开关管S1的实际导通占空比，d₂为等效电路中开关管S2的实际导通占空比。

修正后的状态方程平均模型为，

其中，为一个导通周期内等效电路中电感上流过电流的平均值，为一个导通周期内等效电路中电容上电压的平均值，d₁为等效电路中开关管S1的实际导通占空比，d₂为等效电路中开关管S2的实际导通占空比，为一个导通周期内等效电路中输入电压平均值，C为等效电路中的电容容值，R为等效电路中的等效负载阻值，L为等效电路中的电感感值。

小信号模型为，

其中，L为等效电路中的电感感值，i_L为等效电路中电感流过电流，v_C为等效电路中电容电压，v_g为等效电路中输入电压，分别为i_L、v_C、v_g、d₁对应的小信号，e₁、f₁、g₁、h₁分别为的系数；