提出一种4-SiC混合三电平有源中点钳位逆变器(three-level active neutral point clamped,3L-ANPC)及其损耗均衡调制策略,将硬开关损耗分配给不同SiC MOSFET,让通态损耗高的SiCMOSFET仅承受关断损耗,而通态损耗低的SiCMOSFET仅承受开通...提出一种4-SiC混合三电平有源中点钳位逆变器(three-level active neutral point clamped,3L-ANPC)及其损耗均衡调制策略,将硬开关损耗分配给不同SiC MOSFET,让通态损耗高的SiCMOSFET仅承受关断损耗,而通态损耗低的SiCMOSFET仅承受开通损耗;并提出将续流状态2条电流支路并联,降低续流状态的通态损耗。分析所提新4-SiC混合3L-ANPC的工作原理和模态,理论计算和对比传统4-SiC和所提4-SiC混合方案的损耗。最后,搭建一台2kW的单相3L-ANPC逆变器样机,验证所提4-SiC混合方案相比与传统4-SiC混合方案,优化了SiC器件损耗均衡,并提高了变换效率。展开更多
三电平有源中点钳位型(Three-Level Active Neutral-Point-Clamped,3L-ANPC)逆变器可以克服传统三电平逆变器内外层开关器件损耗不均衡的问题,但是其实现损耗均衡的控制方法,一般要求在线计算开关器件温度进行直接控制,或者实时采集开...三电平有源中点钳位型(Three-Level Active Neutral-Point-Clamped,3L-ANPC)逆变器可以克服传统三电平逆变器内外层开关器件损耗不均衡的问题,但是其实现损耗均衡的控制方法,一般要求在线计算开关器件温度进行直接控制,或者实时采集开关器件温度进行反馈控制,实现过程比较复杂。为在实现损耗均衡的前提下,同时降低控制器的复杂程度,本文提出一种按照工频周期轮换选择零电平开关状态的开关器件损耗均衡调制策略,分析了采用该方法时开关器件的换流过程以及损耗特性。在单相全桥3L-ANPC逆变器上的仿真结果表明,本文提出的方法简单易实现,可以有效减小开关器件的损耗不均衡程度。展开更多
对于光伏系统而言,无变压器的逆变器拓扑在体积、重量、损耗、成本等方面均具有一定优势。单相有源中点钳位型(ANPC)五电平电路具有电压应力低、输出电压谐波小、电磁干扰小、输出滤波器小等优点,且其半桥型的拓扑形式消除了光伏板漏电...对于光伏系统而言,无变压器的逆变器拓扑在体积、重量、损耗、成本等方面均具有一定优势。单相有源中点钳位型(ANPC)五电平电路具有电压应力低、输出电压谐波小、电磁干扰小、输出滤波器小等优点,且其半桥型的拓扑形式消除了光伏板漏电流问题,因此该拓扑在小容量户用光伏系统中具有很好的应用前景。针对一种单相有源中点钳位型五电平电路,研究了该拓扑在数字控制下对控制器控制时序的要求,并给出了可选的PWM驱动极性组合。同时,针对电路工作中的死区问题提出了新的死区添加原则和控制方式。最后,搭建了3.3 k W的实验原理样机,验证了控制方案的有效性。展开更多
考虑到传统二极管钳位型和电容钳位型拓扑应用于6 k V/10 k V高压变频领域时存在的诸多问题,提出了一种有源中点钳位式(ANPC)5电平变流器选择谐波消除脉宽调制(SHE-PWM)控制方法。在分析了ANPC 5电平拓扑各桥臂的基本结构的基础上,建立...考虑到传统二极管钳位型和电容钳位型拓扑应用于6 k V/10 k V高压变频领域时存在的诸多问题,提出了一种有源中点钳位式(ANPC)5电平变流器选择谐波消除脉宽调制(SHE-PWM)控制方法。在分析了ANPC 5电平拓扑各桥臂的基本结构的基础上,建立了ANPC拓扑相关数学模型;分析了5电平SHE-PWM的基本原理,构建了以消除低次谐波为目标的非线性方程组,并基于牛顿迭代法给出N=7时的SHE-PWM相关解域;针对ANPC拓扑存在的飞跨电容稳压问题,分析了飞跨电容的稳压原理,进而给出了冗余电压矢量调度方式。样机实验结果表明,所提ANPC 5电平拓扑SHE-PWM控制方法实现了低开关频率下变流系统的高效控制,在消除系统低次谐波的基础上,保证了直流电容和飞跨电容的稳压效果。展开更多
文摘提出一种4-SiC混合三电平有源中点钳位逆变器(three-level active neutral point clamped,3L-ANPC)及其损耗均衡调制策略,将硬开关损耗分配给不同SiC MOSFET,让通态损耗高的SiCMOSFET仅承受关断损耗,而通态损耗低的SiCMOSFET仅承受开通损耗;并提出将续流状态2条电流支路并联,降低续流状态的通态损耗。分析所提新4-SiC混合3L-ANPC的工作原理和模态,理论计算和对比传统4-SiC和所提4-SiC混合方案的损耗。最后,搭建一台2kW的单相3L-ANPC逆变器样机,验证所提4-SiC混合方案相比与传统4-SiC混合方案,优化了SiC器件损耗均衡,并提高了变换效率。
文摘三电平有源中点钳位型(Three-Level Active Neutral-Point-Clamped,3L-ANPC)逆变器可以克服传统三电平逆变器内外层开关器件损耗不均衡的问题,但是其实现损耗均衡的控制方法,一般要求在线计算开关器件温度进行直接控制,或者实时采集开关器件温度进行反馈控制,实现过程比较复杂。为在实现损耗均衡的前提下,同时降低控制器的复杂程度,本文提出一种按照工频周期轮换选择零电平开关状态的开关器件损耗均衡调制策略,分析了采用该方法时开关器件的换流过程以及损耗特性。在单相全桥3L-ANPC逆变器上的仿真结果表明,本文提出的方法简单易实现,可以有效减小开关器件的损耗不均衡程度。
文摘对于光伏系统而言,无变压器的逆变器拓扑在体积、重量、损耗、成本等方面均具有一定优势。单相有源中点钳位型(ANPC)五电平电路具有电压应力低、输出电压谐波小、电磁干扰小、输出滤波器小等优点,且其半桥型的拓扑形式消除了光伏板漏电流问题,因此该拓扑在小容量户用光伏系统中具有很好的应用前景。针对一种单相有源中点钳位型五电平电路,研究了该拓扑在数字控制下对控制器控制时序的要求,并给出了可选的PWM驱动极性组合。同时,针对电路工作中的死区问题提出了新的死区添加原则和控制方式。最后,搭建了3.3 k W的实验原理样机,验证了控制方案的有效性。
文摘考虑到传统二极管钳位型和电容钳位型拓扑应用于6 k V/10 k V高压变频领域时存在的诸多问题,提出了一种有源中点钳位式(ANPC)5电平变流器选择谐波消除脉宽调制(SHE-PWM)控制方法。在分析了ANPC 5电平拓扑各桥臂的基本结构的基础上,建立了ANPC拓扑相关数学模型;分析了5电平SHE-PWM的基本原理,构建了以消除低次谐波为目标的非线性方程组,并基于牛顿迭代法给出N=7时的SHE-PWM相关解域;针对ANPC拓扑存在的飞跨电容稳压问题,分析了飞跨电容的稳压原理,进而给出了冗余电压矢量调度方式。样机实验结果表明,所提ANPC 5电平拓扑SHE-PWM控制方法实现了低开关频率下变流系统的高效控制,在消除系统低次谐波的基础上,保证了直流电容和飞跨电容的稳压效果。
