[实用新型]NPC-I三电平变流器的优化电路及三相NPC-I型三电平变流器

说明书

本实用新型提供一种NPC‑I三电平变流器的优化电路及三相NPC‑I型三电平变流器，涉及功率器件技术领域。本实用新型的NPC‑I三电平变流器的优化电路的主拓扑半导体选用同样的功率开关管模块进行模块化设计，减少BOM种类，方便电路结构布局。同时，本实用新型中，各个模块放置非常紧凑，第一连接线，第二连接线的距离短，P模块和N模块的正负之间如果需要加吸收电容也非常好放置，该布局设计可以减小散热器面积，减小成本，减小电流回路大小，减小回路电感，降低半导体关断尖峰电压，更进一步减小尖峰电压吸收电容的规格。

技术领域

本实用新型涉及功率器件技术领域，具体涉及一种NPC-I三电平变流器的优化电路及三相NPC-I型三电平变流器。

背景技术

变流器是使电源系统的电压、频率、相数和其他电量或特性发生变化的电器设备。变流器广泛应用在各类电力设备中，其种类繁多。 NPC-I三电平变流器作为一种高性能和低损耗的多电平功率变换器，与传统的两电平变换器相比，NPC-I三电平变流器具有更高的电压等级和更好的输出电压波形等优势。目前它已经成熟的应用于有源前端或变速驱动等几种中高压工业应用中。

以三相三电平变流器为例，现有技术中的三相NPC-I三电平变流器如图1所示，该三电平变流器由于采用了钳位二极管，顺利地解决了均压的问题，使得低电压等级的电力电子器件在中高压变流器系统的应用成为可能。但现有的NPC-I三电平变流器器件零散，不利于后续电路的布局设计。

实用新型内容

(一)解决的技术问题

针对现有技术的不足，本实用新型提供了一种NPC-I三电平变流器的优化电路及三相NPC-I型三电平变流器，解决了现有的NPC-I三电平变流器器件零散，不利于后续电路的布局设计的技术问题。

(二)技术方案

为实现以上目的，本实用新型通过以下技术方案予以实现：

第一方面，本实用新型提供一种NPC-I三电平变流器的优化电路，包括：三个相同的功率开关管模块，其中，

第一功率开关管模块中，第一功率开关管的发射极与第二功率开关管的集电极相连，第一功率开关管和第二功率开关管的公共端为交流输出端，第一功率开关管集电极连接第一连接线，第二功率开关管的发射极连接第二连接线；

第二功率开关管模块中，第三功率开关管的发射极与第四功率开关管的集电极相连，第三功率开关管和第四功率开关管的公共端连接第一连接线，第三功率开关管集电极连接直流正极DC+，第四功率开关管的发射极连接直流中线DC0；

第三功率开关管模块中，第五功率开关管的发射极与第六功率开关管的集电极相连，第五功率开关管和第六功率开关管的公共端连接第二连接线，第五功率开关管集电极连接直流中线DC0，第六功率开关管的发射极连接直流负极DC-。

优选的，所述第一功率开关管、第二功率开关管、第三功率开关管、第四功率开关管、第五功率开关管和第六功率开关管均为IGBT。

优选的，每个所述IGBT均反向并联一个续流二极管。

第二方面，本实用新型提供一种如上述所述NPC-I三电平变流器的优化电路的布局结构，包括：从上至下依次排列第二功率开关管模块，第一功率开关管模块，第三功率开关管模块，且将与第一连接线或第二连接线相连的连接端子设置在第一侧，将交流输出端、以及与直流负极、直流正极、直流中线相连的连接端子设置在第二侧。

第三方面，本实用新型提供一种三相NPC-I型三电平变流器，包括上半母线电容、下半母线电容以及U、V、W三相电路，所述U、V、 W每相电路均包括如上述所述的NPC-I三电平变流器的优化电路。

(三)有益效果