[发明专利]一种SiCMOSFET三电平逆变电路损耗计算方法

权利要求书

1.一种SiC MOSFET三电平逆变电路损耗计算方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤一，根据T型三电平电路拓扑建立开关管导通损耗计算模型；T型三电平电路拓扑中因三相对称，只对其中一相分析即可，以A相为例进行分析，假设电压电流分别为：

U、I为电压电流峰值，φ为电压电流相位差；

载波周期内开通器件与电压、电流之间关系为，区间内，第一SiC MOSFET开关管T1、第二SiC MOSFET开关管T2和与第三SiC MOSFET开关管T3反并联的第三二极管D3导通；

采用SPWM调制时，载波周期内开关管导通占空比为其中，M为调制比，定义调制比M为：

$M=\frac{\sqrt{2}U/\sqrt{3}}{U_{dc}/2}---\left(2\right)$

SiC MOSFET端电压U_ds和电流I_d之间的关系可以近似为：

U_ds＝U_ds0+R_ds(on)×I_d(t) (3)

式中，U_dso表示门槛电压，R_ds(on)为U_ds-I_d斜率电阻，取10％和90％两点直线的斜率；

同理，由二极管的U-I特性可以得到二极管的斜率电阻r_f为：

$r_f=\frac{U_f-U_{f0}}{I_f}---\left(4\right)$

U_fo为二极管导通门槛电压；

对每个器件在导通区间内积分即可得到对应的导通损耗，以第一SiC MOSFET开关管T1为例，对其进行积分得到：

即：

同理可以得到第二SiC MOSFET开关管T2、分别与第一SiC MOSFET开关管T1和第二SiC MOSFET开关管T2反并联的第一二极管D1和第二二极管D2的导通损耗，由互补性可知分别与第三SiC MOSFET开关管T3和第四SiC MOSFET开关管T4反并联的第三二极管D3和第四二极管D4、第三SiC MOSFET开关管T3和第四SiC MOSFET开关管T4的导通损耗；

步骤二，根据T型三电平电路拓扑建立开关管开关损耗计算模型；

步骤三，根据建立开关管导通损耗计算模型和开关管开关损耗计算模型，建立单相4个SiC MOSFET和二极管的损耗计算模型；

步骤四，将步骤三中单相4个SiC MOSFET和二极管的损耗相加，之和乘以三，即得到SiC MOSFET三电平逆变电路损耗。

2.根据权利要求1所述的一种SiC MOSFET三电平逆变电路损耗计算方法，其特征在于，所述步骤一中，充分分析了载波周期内开关器件电压电流关系、所采用的调制方式以及载波周期内开关管导通占空比，对每个器件在导通区间内积分得到对应的导通损耗。