69、单相并网5级开关电容逆变器与微流控生物传感器技术解析

单相并网5级开关电容逆变器与微流控生物传感器技术解析

1. 单相并网5级开关电容逆变器模拟研究

在并网应用中，采用PLECS工具进行模拟研究，以验证所提出的控制策略。模拟参数如下表所示：
| 序号 | 参数 | 值 |
| ---- | ---- | ---- |
| 1 | Vgrid | 230 V |
| 2 | Fgrid | 50 Hz |
| 3 | Fsw | 10 kHz |
| 4 | fr | 1406 Hz |
| 5 | Vdc | 200 V |
| 6 | S | 2 kVA |
| 7 | L1 | 3.84 mH |
| 8 | L2 | 4 mH |
| 9 | Cf | 5.7 μF |
| 10 | SC | 2200 μF |

模拟结果表明，电容能在Vdc值处实现自平衡。当峰值Id(ref)从10A阶跃变化到15A时，电网能实现单位功率因数（UPF）运行。在2.5s时，电网电流从10A变为15A，电网和逆变器电压值保持不变，逆变器输出为5级，电网峰值电压为325V。对于Id(ref)=10A和Id(ref)=15A，电网电流峰值分别为9.906A和14.882A，即使Id(ref)值有阶跃变化，电网侧仍能保持UPF运行。

然而，在2.5ms时，当Id(ref)从10A阶跃到15A，电容或其一侧会出现40 - 60A的浪涌电流，这会损坏系统。为限制浪涌电流，可根据相关方法连接一个微亨级的小电感L。

以下是逆变器相关波形的分析：
- 电容电压、逆变器输出和电网电压波形