一种基于SiC的单相准Z源逆变器的功率密度提高方法
摘要文本
数据由马 克 团 队整理 本发明公开了一种基于SiC的单相准Z源逆变器的功率密度提高方法，所述单相准Z源逆变器包括：直流电源、准Z源网络、全SiC功率模块、负载支路和有源滤波支路。本发明通过有效控制有源滤波支路的开关管，将交流输出功率中的两倍频分量脉动功率传递到有效滤波支路的储能电容中。因此，直流侧准Z源网络电容和电感仅需处理高频开关频率产生的脉动电压电流，且有源滤波支路的电容以交流运行，允许较大的脉动，从而使得其值与直流侧电解电容相比大大减小，且可使用薄膜电容而增长使用寿命。
申请人信息
- 申请人:刘钰山
- 申请人地址:100107 北京市朝阳区立清路明天第一城7号院7号楼三单元501
- 发明人: 刘钰山
专利详细信息
| 项目 | 内容 |
|---|---|
| 专利名称 | 一种基于SiC的单相准Z源逆变器的功率密度提高方法 |
| 专利类型 | 发明授权 |
| 申请号 | CN201810203068.8 |
| 申请日 | 2018年3月13日 |
| 公告号 | CN108183621B |
| 公开日 | 2024年2月20日 |
| IPC主分类号 | H02M7/5387 |
| 权利人 | 刘钰山 |
| 发明人 | 刘钰山 |
| 地址 | 北京市朝阳区立清路明天第一城7号院7号楼三单元501 |
专利主权项内容
1.一种基于SiC的单相准Z源逆变器的功率密度提高方法，其特征在于，所述单相准Z源逆变器包括：直流电源、准Z源网络、全SiC功率模块、负载支路和有源滤波支路，所述准Z源网络由两个电感L和L、两个电容C和C及一个二极管D连接形成并嵌入到直流电源和逆变器直流母线之间，所述全SiC功率模块由四个逆变器负载功率开关管S～S以及两个有源滤波支路开关管S和S连接形成，逆变器负载功率开关管S和S、逆变器负载功率开关管S和S以及有源滤波支路开关管S和S分别串联形成第一和第二逆变器负载功率开关管组并联支路以及有源滤波支路开关管组并联支路，第一和第二逆变器负载功率开关管组并联支路以及有源滤波支路开关管组并联支路均并联连接在直流母线，所述负载支路经第一逆变器负载功率开关管组并联支路串联连接负载电感L和负载电阻R后连接至第二逆变器负载功率开关管组并联支路，所述有源滤波支路经有源滤波支路开关管组并联支路串联连接滤波电感L和补偿电容C后连接至直流母线；所述方法包括：121211456123456fL33根据单相准Z源逆变器的功率和电压等级，选取相应的SiC功率开关器件并连接组成全SiC功率模块；通过分析全SiC功率模块的功率开关器件的导通功率损耗和开通关断功率损耗，进而得到单相准Z源逆变器的全SiC功率模块功率器件总导通功率损耗和总开通关断功率损耗；分析全SiC功率模块功率开关器件总导通功率损耗和总开通关断功率损耗在不同全SiC功率模块功率开关器件的开关频率下的值；带有源滤波支路时，直流侧电感、电容仅需限制全SiC功率模块的功率开关器件开关频率导致的脉动，在逆变器功率和电压一定时，直流侧无源器件参数完全与开关频率成反比，开关频率越高电感、电容参数越小；在满足总效率要求的情况下，提高全SiC功率模块的功率开关器件开关频率并减小无源器件参数，提高单相准Z源逆变器的功率密度；根据总效率要求选定全SiC功率模块的功率开关器件的开关频率；及根据选定的全SiC功率模块功率开关器件的开关频率以及单相准Z源逆变器的无源元件参数计算式组设计满足直流侧准Z源网络电感电流以及直流母线电压纹波要求的无源元件参数；其中，所述单相准Z源逆变器的无源元件参数计算式组如下：其中，V为直流电源电压，D为逆变器负载功率开关管S～S直通状态的占空比，r为电感电流纹波系数，I为准Z源网络电感电流平均值，f'为逆变器负载功率开关管开关频率，r为直流母线电压峰值的纹波系数，V为直流母线电压。DC14iLsvPN