【導(dǎo)讀】多電平逆變器,是一種新型逆變器。常規(guī)逆變器,在單橋臂上采用單個開關(guān)器件。多電平逆變器在單橋臂上包含多個串聯(lián)開關(guān)器件,能夠精細(xì)地控制輸出電壓。將逆變輸出的正弦波進(jìn)行微分,微分?jǐn)?shù)量越多,越接近正弦波。常見的多電平逆變器有三、五、七電平等。其功率開關(guān)元件工作在較低的頻率上,使功率元件的開關(guān)損耗減小,產(chǎn)生的電磁干擾較小,逆變器效率更高。缺點(diǎn)是需要用到更多數(shù)量的功率開關(guān)元件,對驅(qū)動調(diào)制以及測試驗(yàn)證的技術(shù)要求更高。
一、前言
多電平逆變器,是一種新型逆變器。常規(guī)逆變器,在單橋臂上采用單個開關(guān)器件。多電平逆變器在單橋臂上包含多個串聯(lián)開關(guān)器件,能夠精細(xì)地控制輸出電壓。將逆變輸出的正弦波進(jìn)行微分,微分?jǐn)?shù)量越多,越接近正弦波。常見的多電平逆變器有三、五、七電平等。其功率開關(guān)元件工作在較低的頻率上,使功率元件的開關(guān)損耗減小,產(chǎn)生的電磁干擾較小,逆變器效率更高。缺點(diǎn)是需要用到更多數(shù)量的功率開關(guān)元件,對驅(qū)動調(diào)制以及測試驗(yàn)證的技術(shù)要求更高。
二、多電平逆變器工作原理
橋式電路常見于普通二電平逆變器電路的一部分。通過上下兩個橋臂組成,實(shí)際應(yīng)用中根據(jù)應(yīng)用場景不同,分為單相和三相。MOS管Q1和Q2位于電壓源和地線之間,通過控制Q1和Q2的通斷,由中點(diǎn)輸出所需電壓。(見圖1)
二電平逆變器工作波形如圖所示,輸出電壓有兩個電平,當(dāng)Q1導(dǎo)通,Q2關(guān)斷時為U(電壓源電壓),當(dāng)Q1關(guān)斷,Q2導(dǎo)通時為0(接地電壓)。(見圖2)
二電平逆變器每個橋臂中只有一個開關(guān)器件,而多電平逆變器每個橋臂中有多個開關(guān)器件串聯(lián)而成。(見圖3)
工作周期分別為Q1和Q2導(dǎo)通,Q2和Q3導(dǎo)通,Q3和Q4導(dǎo)通。輸出電壓有三個電平,Q1和Q2導(dǎo)通時為U,Q2和Q3導(dǎo)通時為U/2,Q3和Q4導(dǎo)通時為0。(見圖4)
假如以上兩個逆變器的電壓源電壓都是U時,理論上二電平逆變器的輸出電壓振幅是U,因?yàn)檩敵鲭妷簽閁和0,每個器件上施加的電壓也是U。而三電平逆變器的輸出電壓振幅是U/2,因?yàn)檩敵鲭妷簽閁、U/2和0,那么施加到每個器件的電壓也是U/2。因此,對于三電平逆變器,每個開關(guān)器件上施加的電壓變?yōu)槎娖侥孀兤鞯囊话?,可使用耐壓減半的器件。
三、選型推薦
瑞森半導(dǎo)體低壓MOS系列,突破性的FOM優(yōu)化,覆蓋更多的應(yīng)用場景。極低導(dǎo)通電阻,低損耗,高雪崩耐量,高效率。產(chǎn)品穩(wěn)定,性能可靠,滿足惡劣環(huán)境工況下使用。多種封裝,多種內(nèi)阻,多種耐壓,產(chǎn)品參數(shù)系列齊全,滿足不同電壓,不同功率的多電平逆變器使用要求。
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