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一种基于SiC器件外部整形模块的高效混合模块化多电平变换器

A High Efficiency Hybrid Modular Multilevel Converter With a SiC Device-Based External Shaping Module

作者 Peng Ren · Qi Guo · Yuchao Hou · Chunming Tu · Donghai Zhu · Kai Sun · Lei Wang · Fan Xiao
期刊 IEEE Transactions on Power Electronics
出版日期 2026年1月
技术分类 拓扑与电路
技术标签 SiC器件 多电平 功率模块 并网逆变器
相关度评分 ★★★★ 4.0 / 5.0
关键词 模块化多电平变换器 混合MMC SiC MOSFET IGBT 波形质量 效率 电力电子 中压
语言:

中文摘要

为提升中压模块化多电平变换器(MMC)的波形质量与效率,本文提出了一种带有外部整形模块的混合MMC(HMMC)拓扑。该拓扑在每桥臂采用基于硅基IGBT的半桥子模块(HSM),并在交流侧引入基于碳化硅(SiC)MOSFET的全桥子模块(FSM)进行波形整形,有效优化了变换器性能。

English Abstract

In order to improve the waveform quality and efficiency of medium voltage modular multilevel converter (MMC), a hybrid MMC (HMMC) topology with an external shaping module is proposed. Each arm of the HMMC consists of N half-bridge submodules (HSMs) based on Si insulated gate bipolar transistor (IGBT), while a full-bridge submodule (FSM) based on silicon carbide (SiC) mosfet on the ac side. Further...
S

SunView 深度解读

该研究提出的混合MMC拓扑对阳光电源的集中式光伏逆变器及大型储能系统(如PowerTitan系列)具有重要参考价值。通过在传统IGBT主功率链中引入SiC器件进行高频整形,可以在不显著增加系统成本的前提下,大幅提升中压并网系统的效率并减小滤波器体积。建议研发团队关注该拓扑在兆瓦级储能变流器(PCS)中的应用潜力,特别是在提升系统功率密度和降低开关损耗方面,可作为下一代高压大功率储能变换器技术储备。