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关于逆阻型内部结构示意

逆阻型IGBT的优点是可以承受反向电压,弥补了普通IGBT需反并联二极管的不足,且由器件的生产工艺决定了逆阻型IGBT的导通压降较小,应用于电路中时有效的降低了器件的导通损耗:逆阻型IGBT的缺点是它固有的反向恢复特性不好,所以它的关断损耗较大。

图1:三种电路拓扑结构对比示意图

三种电路拓扑结构对比示意图

如图1所示,采用逆阻型IGBT的T型三电平逆变电路相当于在普通的两电平电路的基础上,增加了一对反并联的逆阻型IGBT,构成了中点电压的箝位支路。与两电平电路相比,由于逆阻型IGBT的导通损耗较小,电路可以看成在不增加导通损耗的情况下,实现了三电平输出。逆阻型IGBT组成的T型三电平逆变电路具有三电平电路所共有的优点,降低了电路输出电压的谐波含量等。且电路正常工作时,开关器件开关过程中所承受的电压为输入电源的一半,从而降低了开关器件的开关损耗。从电路拓扑上可以看出来,在输出正电平或者负电平时,电流所流经开关器件的个数减少了,这样电路的导通压降就随之减小,相应的导通损耗也会降低,提高了电路的效率。

 

SPWM控制方法是通过调制波与三角载波的比较,得到的脉冲序列信号控制半导体器件的开通与关断,由此实现对逆变电路的控制。T型三电平逆变电路,是通过控制调制波与三角载波比较后得到的脉冲序列,来控制逆变器输出电压,使输出电压的波形为三个电平台阶n51。

 

载波调制SPWM控制方式中的调制波是正弦波,根据三角载波的不同的排列方式和相位,可以分为载波层叠SPWM控制法和载波移相SPWM控制法。由于三电平逆变电路主管的上、下桥臂不同时导通,因此载波移相SPWM控制法不适用于T型三电平逆变电路。采用载波层叠SPWM控制法。载波层叠SPWM控制法,是由两组频率与幅值相同的三角载波分为两层分布于同一正弦调制波的上半周期与下半周期,通过载波的相位移动,载波层叠SPWM控制法又可以分为载波同相SPWM控制法和载波反相SPWM控制法,如图1和图2所示。

图2:载波反相SPWM控制原理

载波反相SPWM控制原理

龙8国际,龙8国际娱乐,www.long8.com根据图所示,可将一个输出工频周期根据电流与电压的相位关系分为四个工作区域,分别是区域(一)、区域(二)、区域(三)和区域(四),驱动脉冲的逻辑与互补导通上半周期,T2与T4互补导通下半周期,Ti、T2不同时导通。在一个工频周期里面,单相逆变电路有8种工作模态,其中前半周期与后半周期的工作模态是对称的,在这里分别分析一个工频周期内的上半周期电路的四种工作模态及下半周期的四种工作模态。

 

为简化分析,做如下假设:(1)假设IGBT的开关频率远大于输出频率,可近似地认为电感的电流在一个开关周期内是不改变的。忽略电感电流和负载电流的相位差。(2)忽略了电流在开关周期中的过零;(3)电路中所有器件均为理想器件。