[发明专利]一种SiCMOSFET三电平逆变电路损耗计算方法

摘要

本发明公开了一种SiC MOSFET三电平逆变电路损耗计算方法，根据T型三电平电路拓扑建立开关管导通损耗计算模型和开关管开关损耗计算模型；根据建立开关管导通损耗计算模型和开关管开关损耗计算模型，建立单相4个SiC MOSFET和二极管的损耗计算模型；将单相4个SiC MOSFET和二极管的损耗相加，之和乘以三，即得到SiC MOSFET三电平逆变电路损耗。该方法根据已知所使用的SiC MOSFET器件在额定状态下的特性参数，可以快速估算各种条件下的功率损耗，该方法的计算结果精确，计算速度快，能够满足工程需要。

主权项

一种SiC MOSFET三电平逆变电路损耗计算方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤一，根据T型三电平电路拓扑建立开关管导通损耗计算模型；T型三电平电路拓扑中因三相对称，只对其中一相分析即可，以A相为例进行分析，假设电压电流分别为：U、I为电压电流峰值，φ为电压电流相位差；载波周期内开通器件与电压、电流之间关系为，区间内，第一SiC MOSFET开关管T1、第二SiC MOSFET开关管T2和与第三SiC MOSFET开关管T3反并联的第三二极管D3导通；采用SPWM调制时，载波周期内开关管导通占空比为其中，M为调制比，定义调制比M为：M=2U/3Udc/2---(2)]]>SiC MOSFET端电压Uds和电流Id之间的关系可以近似为：Uds＝Uds0+Rds(on)×Id(t)   (3)式中，Udso表示门槛电压，Rds(on)为Uds‑Id斜率电阻，取10％和90％两点直线的斜率；同理，由二极管的U‑I特性可以得到二极管的斜率电阻rf为：rf=Uf-Uf0If---(4)]]>Ufo为二极管导通门槛电压；对每个器件在导通区间内积分即可得到对应的导通损耗，以第一SiC MOSFET开关管T1为例，对其进行积分得到：即：同理可以得到第二SiC MOSFET开关管T2、分别与第一SiC MOSFET开关管T1和第二SiC MOSFET开关管T2反并联的第一二极管D1和第二二极管D2的导通损耗，由互补性可知分别与第三SiC MOSFET开关管T3和第四SiC MOSFET开关管T4反并联的第三二极管D3和第四二极管D4、第三SiC MOSFET开关管T3和第四SiC MOSFET开关管T4的导通损耗；步骤二，根据T型三电平电路拓扑建立开关管开关损耗计算模型；步骤三，根据建立开关管导通损耗计算模型和开关管开关损耗计算模型，建立单相4个SiC MOSFET和二极管的损耗计算模型；步骤四，将步骤三中单相4个SiC MOSFET和二极管的损耗相加，之和乘以三，即得到SiC MOSFET三电平逆变电路损耗。