Cấu hình bộ nghịch lưu nguồn Z được đề xuất vào năm 2003. Về cơ bản dựa trên bộ nghịch lưu truyền thống, bổ xung thêm các phân tử thụ động L - C tạo thành một mạch cảm kháng hình chữ Z
Chương 1. Tổng quan
DC Source Z Source VSI
S1 S4 S3 S6 D C1 C2 L2 L1 UAC UDC S5 S2
Hình 1.15. Bộ nghịch lưu nguồn Z một pha.
Việc bổ xung thêm các phần tử thụ động L – C khiến cho bộ nghịch lưu này cho phép có thời gian trùng dẫn trên cùng một nhánh van khi đóng mở, tạo ra khả năng tăng điện áp trên hai đầu tụ điện nên bộ nghịch lưu có khả năng ổn định điện áp ra khi đầu vào có biến động trong một dải nào đó.
Theo cách truyền thống khi muốn điện áp sau nghịch lưu cao hơn điện áp một chiều cấp cho mạch ta có thể có các cấu hình nguồn như sau
UDC Boost DC AC UAC Inverter UDC DC AC MBA UAC Inverter UDC ZSI UAC DC DC (a) (b) (c)
Hình 1.16. So sánh các cấu hình nguồn nghịch lưu tiêu chuẩn và cấu hình nguồn Z. Ở cấu hình nguồn hình 1.3a trước tầng nghịch lưu ta có một khâu DC/DC có nhiệm vụ tăng điện áp cấp nguồn cho bộ nghịch lưu, điều này khiến cho bộ nguồn này có thể duy trì điện áp ra ổn định khi đầu vào thay đổi nhờ điều chỉnh khâu DC/DC . Do có thêm khâu DC/DC nên bộ nguồn này yêu cầu thêm ít nhất một van bán dẫn cho phần DC/DC. Cấu trúc mạch lực không đồng nhất do có hai tầng riêng biệt. Mỗi tầng thường hoạt động với một tần số khác nhau nên việc lập trình triển khai thuật toán trên một chip đơn khó khăn hơn.
Chương 1. Tổng quan
Ở cấu hình nguồn hình 1.3b điện áp sau nghịch lưu được đưa qua biến áp xung để tăng áp. Do tỷ số biến áp là cố định nên bộ nguồn này không điều chỉnh được điện áp ra. Ưu điểm của bộ nguồn này là cách ly rất tốt phần DC và phần AC do có biến áp xung. Tuy nhiên do không điều chỉnh được hệ số biến áp nên chỉ thích hợp với nguồn điện một chiều ổn định, ít biến động.
Với bộ nguồn Z hình 1.3c phần DC/DC và nghịch lưu được đặt trên cùng một mạch lực đồng nhất. Vì vậy bộ nguồn Z có khả năng điều chỉnh được điện áp ra khi điện áp đầu vào thay đổi. Hơn nữa chúng ta không cần tốn một van bán dẫn cho khâu DC/DC nên cấu hình mạch gọn hơn. Cấu trúc mạch lực đồng nhất nên dễ dàng triển khai thuật toán trên một chip đơn.