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具有独立性级联逆变电路简述

具有独立直流源的级联型逆变器是将多个逆变单元串联起来,增加逆变器输出电压的电平数,使得逆变器输出电压的波形更接近正弦波、谐波含量减小,降低开关管所承受的电压应力。这种拓扑结构的特点是:易于进行模块化设计,易于扩展,且当级联系统中某一独立单元在运行中出现故障,可以直接在拓扑结构中将这一故障单元旁路,不会影响其他单元继续运行;因其直流侧采用独立直流电源供电,故不需要考虑直流侧电容的均压问题。主要缺点是电路拓扑较复杂,每个单元需要隔离的直流电源。

 

T型三电平逆变电路凭借其低谐波、高效率的优势正在迅速发展。对龙8国际电机己经将其研发的逆阻型IGBT应用于T型三电平逆变电路中。T型三电平单相逆变器主电路的四个开关管Tl、T2、T3、T4模块化封装在一起。如图1所示,左图为逆阻型IGBT组成的T型三电平逆变电路的主电路控制模块的拓扑图,右图为逆变电路控制模块的物理封装。这种模块化的封装与单独使用IGBT管搭建的T型三电平逆变电路相比,很大程度上提高了电路的可靠性,提高了封装面积的利用率,简化了功率模块的辅助端子。本文将逆阻型IGBT组成的T型三电平逆变器模块应用到实际高压逆变器中。

图1:IGBT模块示意图(4MH300VG-120R-50)

 IGBT模块示意图(4MH300VG-120R-50)

对于普通的IGBT而言,其在承受反向电压时,切割面的晶格缺陷中可以产生载流子,会形成较大的反向漏电流,IGBT很可能被反向电压击穿,所以普通IGBT要承受较大反向电压时,需要串联或反并联一个二极管来保证IGBT不被击穿;对于逆阻型IGBT而言,其利用腐蚀技术在器件的切割面和耗尽层之间形成隔离,切断了反向漏电流的流经途径,所以它能够实现反向阻断即承受反向电压。它的通态压降和传统的IGBT类似。通过引入逆阻型IGBT,并将其应用到T型三电平逆变电路中,可以有效的实现中点电流的双向流动,提高了逆变器的效率。