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一种用于中压电力牵引驱动的100 kHz内并联Si+SiC混合多电平变换器的设计与验证
Design and Validation of a 100 kHz Inner-Paralleled Si+SiC Hybrid Multilevel Converter for Medium-Voltage Electric Traction Drives
Feng Guo · Fei Diao · Zhuxuan Ma · Pengyu Lai 等6人 · IEEE Transactions on Industry Applications · 2025年8月
本文针对 3 kV 直流母线的电力牵引驱动系统，设计并开发了一种新型的带有内部并联（IP）半桥（HB）的中压（MV）混合式多电平逆变器。在该提出的混合式拓扑结构中，每相由一个有源中性点钳位（ANPC）三电平（3 - L）单元和一个 IP 单元组成，其中 ANPC 三电平单元采用工作在基频的 3.3 kV 硅（Si）绝缘栅双极型晶体管（IGBT），而 IP 单元采用定制的 3.3 kV H 桥碳化硅（SiC）金属 - 氧化物 - 半导体场效应晶体管（MOSFET），工作频率为 50 kHz。通过线...
解读: 该100kHz Si+SiC混合多电平技术对阳光电源多条产品线具有重要应用价值。在新能源汽车业务中，可直接应用于电机驱动系统，高频运行特性能显著提升功率密度，降低车载系统体积重量。对于ST系列储能变流器和SG光伏逆变器，内并联混合拓扑可优化现有三电平方案，通过Si/SiC器件协同工作实现开关损耗与成...
通过硅与碳化硅器件的电感解耦提升混合逆变器性能
Enhancing Hybrid Inverter Performance Through Inductive Decoupling of Silicon and Silicon Carbide Devices
Michael Walter · Mark-M. Bakran · IEEE Transactions on Industry Applications · 2025年1月
本研究的核心目标是提高一款设计用于在 400 V 直流母线电压下运行的牵引混合开关逆变器的效率。这一目标通过将分立的 650 V 硅绝缘栅双极型晶体管（Si - IGBT）和续流二极管与 650 V 碳化硅金属氧化物半导体场效应晶体管（SiC - MOSFET）进行并联组合来实现。本研究提出了一种创新方法，即引入额外的电感，将 SiC - MOSFET 半桥与 IGBT/硅二极管半桥解耦。这种解耦方法有效降低了有源 SiC - MOSFET 的开通损耗和无源硅二极管的关断损耗，与非解耦配置相比，...
解读: 从阳光电源的业务视角来看，这项基于电感解耦的硅基IGBT与碳化硅MOSFET混合逆变器技术具有重要的应用价值和战略意义。 该技术通过在SiC-MOSFET半桥与IGBT/Si二极管半桥之间引入解耦电感，有效降低了SiC-MOSFET的开通损耗和硅二极管的关断损耗，这与我们在光伏逆变器和储能变流器产...
面向电网互联串联型低压隔离光伏微逆变器的自主控制方案
Autonomous Control Scheme for Grid-Interfaced Series-Connected Low-Voltage Isolated PV Microinverter
Subhrasish Pal · Souvik Chattopadhyay · IEEE Transactions on Industry Applications · 2025年1月
本文提出并分析了一种用于串联低压微逆变器（LVM）运行的自主分散控制方案。由于无需高压增益级，串联的低压微逆变器可使用具有更优特性的低压且经济高效的硅金属 - 氧化物 - 半导体场效应晶体管（Si MOSFET）。然而，由于低压微逆变器的输出是串联的，在所有模块中实施电流控制会违反电路定律。为此，本研究旨在开发一种控制方案，该方案能动态确定串列中的哪个模块需要作为电流控制器运行，从而实现所有模块的最大功率点跟踪（MPPT）。如果串列中的某个模块因自身故障而失效，该方案仍然有效，因为串列中电流控制...
解读: 该串联型微逆变器自主控制技术对阳光电源SG系列组串式逆变器和分布式光伏系统具有重要参考价值。其去中心化控制架构与阳光电源多MPPT独立控制理念契合，可应用于复杂遮挡场景的功率优化。文中电压均衡与功率调节策略可借鉴至SG110CX等高功率密度逆变器的组串失配管理，提升发电效率。自主控制无需通信的特性对...