[发明专利]一种基于混合器件的ANPC优化结构及控制方法

说明书

本发明公开一种基于混合器件的ANPC优化结构及控制方法，直流接入端U_dc并接有C₁和C₂两组母线电容，直流接入端U_dc和输出端A之间串接有S_a1、S_a2、S_a3和S_a4三极管，S_a1和S_a4三极管上分别并接有混合器件，S_a1和S_a2三极管之间与C₁和C₂母线电容之间并接有S_a5三极管，S_a3和S_a4三极管之间与C₁和C₂母线电容之间并接有S_a6三极管；本发明在原有的ANPC电路中将外部开关器件用绝缘栅双极晶体管和半导体场效应管并联构成混合器件，能够有效的提高系统传输效率，并且使系统中其余开关器件承受导通损耗产生的发热，解决了提出的损耗优化和损耗分布不均衡的问题。

技术领域

本发明涉及三电平有源中点钳位逆变器技术领域，尤其涉及一种基于混合器件的ANPC优化结构及控制方法。

背景技术

三电平有源中点钳位逆变器(ANPC)自提出来以后就被广泛的应用在大功率的系统中，但是由于ANPC拓扑和控制方法的局限，使其在工作的过程中存在着损耗分布不均衡导致每个开关发热不均衡的问题，由于开关器件对温度也特别的敏感，从而会直接影响到开关器件能否正常的开通与关断，最终影响到系统的稳定性和使用寿命，限制了逆变器的输出功率，因此，多电平变换器的损耗已经变成多电平变换器一个非常重要的研究点；

目前对于ANPC的调制方法有DF调制法、ALD调制法和ADF-PWM调制法，DF调制法并不能解决器件损耗分布不均的问题，而ALD调制法只能在内部开关和外部开关上重新分配开关的损耗，钳位器件并没有很好的利用与损耗的均衡分布，同时ADF-PWM调制法虽然可以均衡损耗的分布，但会使系统总的损耗上升，影响系统的能量传输，因此，本发明提出一种基于混合器件的ANPC优化结构及控制方法以解决现有技术中存在的问题。

发明内容

针对上述问题，本发明的目的在于提出一种基于混合器件的ANPC优化结构及控制方法，该基于混合器件的ANPC优化结构及控制方法通过在原有的ANPC电路中将内部开关器件用绝缘栅双极晶体管和半导体场效应管并联构成混合器件，并由半导体场效应管承担所有开关损耗，绝缘栅双极晶体管承担导通损耗，能够有效的提高系统传输效率，并且使系统中其余开关器件承受导通损耗产生的发热，解决了提出的损耗优化和损耗分布不均衡的问题。

为实现本发明的目的，本发明通过以下技术方案实现：一种基于混合器件的ANPC优化结构及控制方法，包括主电路，所述主电路包含直流接入端U_dc、输出端A和混合器件，所述直流接入端U_dc并接有C₁和C₂两组母线电容，所述C₁母线电容和C₂母线电容串接，所述直流接入端U_dc和输出端A之间串接有S_a1三极管、S_a2三极管、S_a3三极管和S_a4三极管，所述S_a1三极管和S_a2三极管之间与C₁母线电容和C₂母线电容之间并接有S_a5三极管，所述S_a3三极管和S_a4三极管之间与C₁母线电容和C₂母线电容之间并接有S_a6三极管，所述S_a1三极管和S_a4三极管上分别并接有混合器件，所述混合器件由半导体场效应管和二极管组成，所述S_a1三极管和S_a4三极管上分别并接有Q_a1半导体场效应管和Q_a4半导体场效应管。