新致胜
摘 要：傳统的三电平有源中点钳位（ANPC）逆变器，利用冗余的两种零电平电流路径，可实现开关损耗的均布。由于各开关管都存在高频动作，若系统朝着更高频化的方向发展，则所有开关管都需要选用开关速度快的管子，来降低开关损耗，但系统的成本也将提升。本文选取特定的零电平路径，可将高频动作集中到ANPC每相拓扑中的其中两个管子，其余开关管都为工频动作，如此，只需将高频动作的管子选取为开关速度更快的器件即可，有效降低了系统的成本。
俊杰汽车
关键词：三电平 ANPC 电流路径
1 引言
小虎汽车 三电平逆变器的电压应力低，输出谐波少，适于中高压场合下应用。其中，三电平二极管中点钳位（NPC）逆变器结构简单，应用最为广泛[1]，但NPC拓扑的零电平路径单一，内外管开关损耗分布不均[2]，加剧了管子老化程度的差异。
新大洲本田金锋锐 三电平ANPC逆变器使用两个有源开关器件替换NPC拓扑中的钳位二极管，使得零电平路径可自由选择[3]。基于该思想，文献[4]提出一种控制策略，通过采集开关管温度作为反馈，并选择相应的零电平回路，降低温度高的开关管的损耗，间接实现损耗的均布。文献[5]采用类似单极倍频发波的方法，在一个载波周期内同时使用两种零电平路径，实现内外管的开关损耗自均布，实时性较好。不管采用何种分配损耗的策略，传统的ANPC发波方式，所有开关管都存在高频动作，而当系统朝着更高频化的方向发展时，开关器件IGBT难以适应[6]，开关损耗会大大提高，因此，需考虑使用开关速度更快的MOSFET或SiC MOSFET，降低开关损耗，但系统成本也将相应提高。
本文在传统ANPC发波的基础上提出一种高频集中的发波方法，利用特定零电平路径将高频动作集中到ANPC每相拓扑中的其中两个管子，其余开关管都为工频动作，即仅在调制波正负换向的时候动作。在开关管选型时，只有参与高频动作的两个管子需要选用开关速度更快的MOSFET或SiC MOSFET，其余各管仍可采用成本较低的IGBT，这将有利于系统成本的降低。实验部分根据高频集中发波的特点，进行开关管的选取并设计了一台7.5KW三电平ANPC样机，验证了所提方法的有效性。
发布评论