[发明专利]SiC高压开关与硅IGBT混合式三相四线高压变换器

摘要

本发明提供了SiC高压开关与硅IGBT混合式三相四线高压变换器，其包括2N个硅IGBT低压模块单元、6个SiC高压开关和8个桥臂电感。混合式三相四线高压变换器a、b、c三相的结构相同，上桥臂由1个高压开关与桥臂电感串联构成，下桥臂由桥臂电感与1个高压开关串联构成，然后上下桥臂串联，上下桥臂电感的连接点构成对应相桥臂的交流输出端；o相的上桥臂由N个低压模块单元与桥臂电感依次串联构成，下桥臂由桥臂电感与N个低压模块单元依次串联构成，然后上下桥臂串联，上下桥臂电感的连接点构成中线端。交流输出端接至三相星形联接方式的负载，中线端接至负载中点，通过控制中线端的输出，负载电压将呈现正弦多电平，减少了谐波。

主权项

SiC高压开关与硅IGBT混合式三相四线高压变换器，其特征在于包括2N个硅IGBT低压模块单元、6个SiC高压开关和8个桥臂电感；混合式三相四线桥臂高压变换器中a、b、c三相的上桥臂均由1个高压开关与桥臂电感串联构成，下桥臂均由桥臂电感与1个高压开关串联构成，然后上下桥臂串联；混合式三相四线桥臂高压变换器中o相的上桥臂由N个低压模块单元与桥臂电感依次串联构成，下桥臂由桥臂电感与N个低压模块单元依次串联构成，然后上下桥臂串联；上下桥臂电感的连接点构成对应相桥臂的交流输出端及中线，N为正整数；所述低压模块单元由2个带续流二极管的硅IGBT和1个直流电容构成；所述低压模块单元包括第一开关管（T1）和第二开关管（T2），第一开关管（T1）和第二开关管（T2）的两端均与续流二极管连接，分别为第一续流二极管（D1）和第二续流二极管（D2）；第一开关管（T1）的正极和直流电容（CE）的正极连接；第一开关管（T1）的负极和第二开关管（T2）的正极连接，连接点为O1端；第二开关管（T2）的负极与直流电容（CE）的负极连接，连接点为O2端；直流电容（CE）上的电压E=V/2N，V为输入直流电源的电压值；混合式三相四线高压变换器的拓扑结构中，a、b、c三相结构相同，每相的上桥臂由一个高压功率开关器件与一个桥臂电感串联构成，即高压功率开关器件的正极与电源（V）的正极相连接，负极与桥臂电感相连接；每相的下桥臂由另一个桥臂电感与另一个高压功率开关器件串联构成，即另一个高压功率开关器件的正极与桥臂电感相连接，负极与电源（V）的负极相连接；混合式三相四线高压变换器拓扑结构中，o相的上桥臂由N个低压模块单元与一个桥臂电感依次串联构成，第一个低压模块单元（M1）的O1端即U1与电源（V）的正极相连接，第一个低压模块单元（M1）的O2端与第二个低压模块单元（M2）的O1端即U2相连接，依此连接规律，第i个低压模块单元（Mi）的O1端即Ui连接到第i‑1个低压模块单元（Mi‑1）的O2端，第i个低压模块单元（Mi）的O2端连接到第i+1个低压模块单元（Mi+1）的O1端即Ui+1，N个低压模块单元连接后，第N个低压模块单元（MN）的O2端与一个桥臂电感连接；下桥臂由另一个桥臂电感与N个低压模块单元依次串联构成，即桥臂电感与第N+1个低压模块单元（MN+1）的O1端即UN+1相连接，第N+1个低压模块单元（MN+1）的O2端与第N+2个低压模块单元（MN+2）的O1端即UN+2相连接，依此连接规律，下桥臂的N个低压模块单元连接后，第2N个低压模块单元（M2N）的O2端连接到电源（V）的负极；所述的高压功率开关器件采用带续流二极管的SiC功率开关器件。