基于SiC MOSFET的单相三电平变换器设计

• 作者: 陈晓 赵亚东 张瑜
• 来源期刊: 电源学报
• 关键词: 单相三电平变换器 碳化硅器件 效率 开关损耗
• 年，卷（期）: 2021,（2）
• 所属期刊栏目: DC-AC逆变器|DC-AC Inverters
• 页码范围: 57-65
• 页数: 9页
• 分类号: TM46
• 语种: 中文
• DOI: 10.13234/j.issn.2095-2805.2021.2.57

摘要

围绕高开关频率小功率单相交直交变换器效率提升问题,设计了一种基于SiC MOSFET的高效率单相三电平三桥臂变换器.该变换器主要包括分别用于整流器和逆变器2个T型三电平桥臂和一个公共桥臂,其多电平拓扑可优化谐波性能,减少开关损耗.分析了变换器运行方式,并设计了包含直流电压控制的级联电压电流控制器.同时,因T型三电平桥臂的外开关承担了整个直流侧电压,采用SiC MOSFET器件可大大降低开关损耗.基于导通损耗和开关损耗分析,对比了不同开关频率下的损耗,优选了变换器的开关频率.搭建了3 kW单相三电平三桥臂变换器样机并进行了实验测试,实验结果验证了新型变换器在保证较好的输出电能质量的同时,其效率可达到99％.