[实用新型]一种SiC/Si混合型三相三电平ANPC逆变器拓扑结构

说明书

本实用新型公开了一种SiC/Si混合型三相三电平ANPC逆变器拓扑结构，属于电力电子技术领域。本拓扑结构包括工频模块和高频模块；所述工频模块和高频模块均包含多个功率管，工频模块中功率管均采用Si IGBT，高频模块中功率管均采用SiC MOSFET。在利用SiC器件性能优势的同时，实现降低电路成本的效果。

技术领域

本实用新型属于电力电子技术领域，特别涉及一种SiC/Si混合型三相三电平ANPC逆变器拓扑结构。

背景技术

现有技术中，基于Si IGBT的传统逆变器，开关频率普遍低于20kHz，效率、功率密度难以进一步优化。SiC功率器件具有耐高温、耐高压、开关频率高、损耗低等优势，但若直接全部用SiC器件进行替换，会极大地提高逆变器的成本，限制了SiC器件在逆变器领域的广泛应用。

特别是对于三相三电平逆变器，开关数量较多，选择不同位置的Si器件换作SiC器件，将开关损耗集中至SiC MOSFET，由Si IGBT承担通态损耗，能够充分发挥SiC功率管的性能优势，在有效提高逆变器的效率和功率密度的同时降低成本，实现高性价比。

实用新型内容

为了解决上述背景技术的不足，本实用新型提出了一种SiC/Si混合型三相三电平ANPC 逆变器拓扑结构，每相中有四个开关管采用SiC MOSFET，其余开关管采用Si IGBT。在充分利用SiC器件性能优势的同时，实现SiC器件及逆变器整体的损耗均衡分布。

为了实现上述技术目的，本实用新型采用如下技术方案为：

一种SiC/Si混合型三相三电平ANPC逆变器拓扑结构，包括直流电源U_dc、直流分压电容C₁、直流分压电容C₂，三相三电平ANPC逆变桥桥臂A、桥臂B、桥臂C，输出滤波电感、输出滤波电容以及负载电阻，直流分压电容C₁的正极端与直流电源U_dc的正极连接，构成的节点为电位点P，直流分压电容C₁的负极端与直流分压电容C₂的正极端连接，构成的节点为电位点O，直流分压电容C₂的负极端与直流电源U_dc负极连接，构成节点为电位点N；

所述桥臂A包括功率管S_a1到S_a6，功率管S_a1的漏极与电位点P连接，功率管S_a1的源极与功率管S_a5的集电极和功率管S_a2的漏极连接，功率管S_a5的发射极与功率管S_a6的集电极和电位点O连接，功率管S_a6的发射极与功率管S_a4的漏极和功率管S_a3的源极连接，功率管S_a4的源极与电位点N连接，功率管S_a2的源极与功率管S_a3的漏极连接，节点为电位点A，作为逆变器A相输出端。

所述桥臂B包括功率管S_b1到S_b6，功率管S_b1的漏极与电位点P连接，功率管S_b1的源极与功率管S_b5的集电极和功率管S_b2的漏极连接，功率管S_b5的发射极与功率管S_b6的集电极和电位点O连接，功率管S_b6的发射极与功率管S_b4的漏极和功率管S_b3的源极连接，功率管S_b4的源极与电位点N连接，功率管S_b2的源极与功率管S_b3的漏极连接，节点为电位点B，作为逆变器B相输出端。