ZHCAC32 September 2020
#GUID-BD428CC3-4DF1-4FE2-BFAB-DD8300880918 所示為 3L T 型轉換器的基本拓撲。傳統的兩級電壓源轉換器 (VSC) 拓撲通過有源雙向開關擴展到直流鏈路中點。對于 800V 直流鏈路電壓,每個相位上的高側和低側通常使用 1200V IGBT/二極管來實現,因為必須阻斷全電壓。不同的是,直流鏈路中點的雙向開關只能阻斷一半的電壓。它可以通過具有較低額定電壓的器件來實現,例如兩個包含反向并聯二極管的 600V IGBT。由于阻斷電壓降低,中間開關的開關損耗超低,而且傳導損耗可接受。與之前討論的三級 NPC 拓撲不同,沒有器件串聯連接必須阻斷整個直流鏈路電壓。對于 NPC 拓撲,通常省略從正 (P) 電平直接轉換到負 (N) 直流鏈路電壓電平,反之亦然,因為當兩個串聯的 FET 同時關斷時,瞬態情況下可能會阻止不均勻的電壓份額。這種不良影響在 T 型拓撲中不會發生。沒有必要實現可防止此類轉換的低級例程,也沒有必要確保串聯 IGBT 之間的瞬態電壓平衡。使用單個 1200V 器件阻斷完整直流鏈路電壓的另一個額外好處是減少了導通損耗。每當輸出連接到 (P) 或 (N) 時,僅出現一個器件的正向壓降,這與兩個器件始終串聯的 NPC 拓撲相反。導通損耗顯著降低,因此即使在低開關頻率下,T 型也是一個有趣的選擇。
總體而言,與 NPC 相比,導通損耗要低得多,但由于器件阻止了完整的直流鏈路電壓,因此開關損耗很高。與 NPC 拓撲相比,元件數量有限,并且與 Vienna 整流器和兩級 PFC 相比,效率、功率密度和雙向運行能力更好,因此 T 型整流器非常適合頻率高達 50kHz(超過此頻率時,NPC 性能更好)的應用。此拓撲的缺點之一是高電壓阻斷 FET 上的高峰值電壓應力較高。最后,與其他拓撲類似,它也具有良好的 THD 性能,因此在輸入端不需要笨重的電感器。TI 的三級三相 SiC 交流/直流轉換器參考設計包含有關實現該轉換器的詳細信息。
圖 3-8 三相三級 T 型 PFC.