·1884· 工程科学学报，第39卷，第12期 M=m-2-1. (13) S=40,显然相同条件下，小波调制的最大直通占空比、 mp 最大升压因子、最大电压增益处于恒定直通零矢量脉 式中，m。表示采样组序为S时传统小波调制调制比. 冲宽度调制与最大化直通零矢量脉冲宽度调制之间. 故可得几种调制下，准Z源逆变器的最大电压增益 但图中仅显示调制比均值，而实际调制过程中每周期 G最大升压因子Bm、最大直通占空比D表达式， 小波调制及恒定直通零矢量脉冲宽度调制的直通占空 其中D表示调制比为m时的最大平均直通占空比， 比是固定值，而最大化直通零矢量脉冲宽度调制的直 Bm=1/(1-2D)表示准Z源网络的最大升压因子， 通占空比会呈周期变化，周期为调制频率的二倍，故实 Gmx=mBmm表示准Z源逆变器整体最大电压增益，其 际应用中最大化直通零矢量脉冲宽度调制会造成直流 表达式如表1所示. 母线电压不稳定，且实际升压效果和理论值相差较大. 由表1及图5可知，小波调制m趋近于临界值时准Z 源逆变器将满足limG.=o. 0602 3.2效率比较 效率作为逆变环节的一个重要指标，其同样会受 520 到调制策略的影响.准Z源逆变器平均开关器件导通 功率D6-切(switch device power,.SDP)可表示为： 1.0 0.4 0.5 SDP=∑V.w (14) 0.5 00Q10.20.3 D。 式中，V。、Inw分别表示第n个开关管两端电压峰值与 图4升压增益与调制比、直通占空比关系 平均电流，N表示开关管数量.流过准Z源逆变器开 Fig.4 Relationship of voltage gain G with modulation ratio m and 关管的电流存在3种情况：1)处于非直通状态，此时与 shooting-through duty ratio Do 传统逆变器具有相同计算方法：2)处于直通状态且为 交流侧起续流作用，此时瞬时电流为2i,+i:3)处于 表1不同调制下准Z源逆变器的最大直通占空比、最大升压因子、 直通状态且不起续流作用，此时瞬时电流为2i·则直 最大电压增益 通状态开关管平均电流为： Table 1 Maximum shoot-through duty ratio,maximum boost factor, maximum voltage gain when using different modulation strategies 2 2id(ot)+ 参数 QZWM CSPWM MSPWM （2ia+sima)d(on)]=2l-,（15) Dman (品-2） 1-m 非直通状态开关管平均电流为： 1 1 2(品-2）-1 2m-1 m-1 号广(m.mo0do0）=E.(16) 式中，。为电流频率，11为电感平均电流，1为交流侧 2m-2）-1 2m-1 m-1 峰值电流，设输出功率为P,可得： m P ,l=3V.co 22P I= (17) 图5为三性能指标关于调制比的输出曲线.其中 3 nBV cosΦ 0.7@ 20 (b) 18 。-OZWM 14 。-OZWM CSPWM 0.6◆ 12 CSPWM 16 MSPWM 一MSPWM 0.5 14 10 12 0.4 0 10 8 0.3 0.2 6 ◆-QZWM 4 0.1 -CSPWM ◆一MSPWM 3 0.60.70.80.9 0.60.70.80.91.0 0.50.60.70.80.9 1.0 图5三种调制策略性能指标.(a)最大直通占空比：(b)最大升压因子：(c)最大电压增益 Fig.5 Performance index using three modulation strategies:(a)maximum shoot-through duty ratio;(b)maximum boost factor:(c)maximum volt- age gain工程科学学报，第 39 卷，第 12 期 M = m mD － 2 － J ． ( 13) 式中，mD 表示采样组序为 S 时传统小波调制调制比． 故可得几种调制下，准 Z 源逆变器的最大电压增益 Gmax、最大升压因子 Bmax、最大直通占空比 Dmax表达式， 其中 Dmax表示调制比为 m 时的最大平均直通占空比， Bmax = 1 /( 1 － 2Dmax ) 表示准 Z 源网络的最大升压因子， Gmax = mBmax表示准 Z 源逆变器整体最大电压增益，其 表达式如表 1 所示． 图 4 升压增益与调制比、直通占空比关系 Fig． 4 Ｒelationship of voltage gain G with modulation ratio m and shooting-through duty ratio D0 表 1 不同调制下准 Z 源逆变器的最大直通占空比、最大升压因子、 最大电压增益 Table 1 Maximum shoot-through duty ratio，maximum boost factor， maximum voltage gain when using different modulation strategies 参数 QZWM CSPWM MSPWM Dmax ( 1 － m mD － 2 － ) J 1 － m 1 － 2 π m Bmax 1 ( 2 m mD － 2 － ) J － 1 1 2m － 1 1 4 π m － 1 Gmax m ( 2 m mD － 2 － ) J － 1 m 2m － 1 m 4 π m － 1 图 5 三种调制策略性能指标． ( a) 最大直通占空比; ( b) 最大升压因子; ( c) 最大电压增益 Fig． 5 Performance index using three modulation strategies: ( a) maximum shoot-through duty ratio; ( b) maximum boost factor; ( c) maximum volt￾age gain 图 5 为三性能指标关于调制比的输出曲线． 其中 S = 40，显然相同条件下，小波调制的最大直通占空比、 最大升压因子、最大电压增益处于恒定直通零矢量脉 冲宽度调制与最大化直通零矢量脉冲宽度调制之间． 但图中仅显示调制比均值，而实际调制过程中每周期 小波调制及恒定直通零矢量脉冲宽度调制的直通占空 比是固定值，而最大化直通零矢量脉冲宽度调制的直 通占空比会呈周期变化，周期为调制频率的二倍，故实 际应用中最大化直通零矢量脉冲宽度调制会造成直流 母线电压不稳定，且实际升压效果和理论值相差较大． 由表 1 及图 5 可知，小波调制 m 趋近于临界值时准 Z 源逆变器将满足 lim m→0. 603 Gmax = ∞ ． 3. 2 效率比较 效率作为逆变环节的一个重要指标，其同样会受 到调制策略的影响． 准 Z 源逆变器平均开关器件导通 功率［16--17］( switch device power，SDP) 可表示为: SDPAV = ∑ N n = 1 Vn In_AV ． ( 14) 式中，Vn、In_AV分别表示第 n 个开关管两端电压峰值与 平均电流，N 表示开关管数量． 流过准 Z 源逆变器开 关管的电流存在 3 种情况: 1) 处于非直通状态，此时与 传统逆变器具有相同计算方法; 2) 处于直通状态且为 交流侧起续流作用，此时瞬时电流为 2iL1 + iac ; 3) 处于 直通状态且不起续流作用，此时瞬时电流为 2iL1 ． 则直 通状态开关管平均电流为: IAV_sh = 1 2 [ π ∫ π 0 2iL d( ωt) + ∫ 2π π ( 2iL + 2槡Iac sin ωt) d( ωt ] ) = 2IL －槡2 π Iac，( 15) 非直通状态开关管平均电流为: IAV_non = 1 2π ∫ 2π 0 ( 槡2Iac sin ωt) d( ωt) =槡2 π Iac ． ( 16) 式中，ω 为电流频率，IL 为电感平均电流，Iac为交流侧 峰值电流，设输出功率为 Pout，可得: IL = Pout Vin ，Iac = 槡2Pout 3Vac cos  = 2 2槡Pout 3mBVin cos  ． ( 17) · 4881 ·