ZHCAC32 September 2020
#GUID-BD428CC3-4DF1-4FE2-BFAB-DD8300880918 所示为 3L T 型转换器的基本拓扑。传统的两级电压源转换器 (VSC) 拓扑通过有源双向开关扩展到直流链路中点。对于 800V 直流链路电压,每个相位上的高侧和低侧通常使用 1200V IGBT/二极管来实现,因为必须阻断全电压。不同的是,直流链路中点的双向开关只能阻断一半的电压。它可以通过具有较低额定电压的器件来实现,例如两个包含反向并联二极管的 600V IGBT。由于阻断电压降低,中间开关的开关损耗超低,而且传导损耗可接受。与之前讨论的三级 NPC 拓扑不同,没有器件串联连接必须阻断整个直流链路电压。对于 NPC 拓扑,通常省略从正 (P) 电平直接转换到负 (N) 直流链路电压电平,反之亦然,因为当两个串联的 FET 同时关断时,瞬态情况下可能会阻止不均匀的电压份额。这种不良影响在 T 型拓扑中不会发生。没有必要实现可防止此类转换的低级例程,也没有必要确保串联 IGBT 之间的瞬态电压平衡。使用单个 1200V 器件阻断完整直流链路电压的另一个额外好处是减少了导通损耗。每当输出连接到 (P) 或 (N) 时,仅出现一个器件的正向压降,这与两个器件始终串联的 NPC 拓扑相反。导通损耗显著降低,因此即使在低开关频率下,T 型也是一个有趣的选择。
总体而言,与 NPC 相比,导通损耗要低得多,但由于器件阻止了完整的直流链路电压,因此开关损耗很高。与 NPC 拓扑相比,元件数量有限,并且与 Vienna 整流器和两级 PFC 相比,效率、功率密度和双向运行能力更好,因此 T 型整流器非常适合频率高达 50kHz(超过此频率时,NPC 性能更好)的应用。此拓扑的缺点之一是高电压阻断 FET 上的高峰值电压应力较高。最后,与其他拓扑类似,它也具有良好的 THD 性能,因此在输入端不需要笨重的电感器。TI 的三级三相 SiC 交流/直流转换器参考设计包含有关实现该转换器的详细信息。