ANPC三电平逆变拓扑电路、控制方法及控制装置制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种ANPC三电平逆变拓扑电路、控制方法及控制装置，适用于电路技术领域。各开关管采用MOS管且在每个MOS管中增加一个共源极的MOS管，在各开关控制内第一MOS管较于第二MOS管先开通后关断，使得不同模式下存在一个MOS管为硬开关，其余MOS管为软开关，降低开关管的开关损耗。同时，MOS管导通作为同步整流，导通电阻小，有效减少了导通损耗。另外，仅反并联二极管对应的第一二极管、第四二极管、第五二极管和第六二极管为SIC二极管，高频开关管采用MOS管，由于对应的MOS管续流，其容量较小，采用的成本较少，避免现有搭配方式反并联二极管以及四个高频开关管使用SIC二极管导致的成本增加问题。致的成本增加问题。致的成本增加问题。

【技术实现步骤摘要】
ANPC三电平逆变拓扑电路、控制方法及控制装置


[0001]本专利技术涉及电路
，特别是涉及一种ANPC三电平逆变拓扑电路、控制方法及控制装置。

技术介绍

[0002]逆变器是把电流电能（电池、蓄电瓶等）转变成定频定压或调频调压交流电的转换器。在高压大功率场合的光伏逆变器中通常使用有源中点钳位（Active Neutral
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pointclamped，ANPC）型三电平逆变拓扑。
[0003]图1为现有的ANPC三电平逆变拓扑电路的结构图，由6个开关管T1
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T6以及各自反并联二极管D1
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D6组成，一般的控制方式为T1、T4、T5、T6开关管高频驱动，T2、T3工频驱动。通常有两种搭配方式，一种是6个开关管全部使用绝缘栅双极型晶体管（Insulated Gate Bipolar Transistor，IGBT），另一种是对于T2、T3开关管使用IGBT，T1、T4、T5、T6开关管以及反并联二极管均采用碳化硅（SIC）二极管。第一种的搭配方式的6个开关管全部采用IGBT，由于IGBT拖尾问题，其开关频率较低无法提高，需要采用较大体积的电感，与设备产品小型化趋势相悖，同时，IGBT存在开关损耗，其效率较低。第二种的搭配方式采用SIC/IGBT组合模式，对于大功率场合，其SIC器件价格随电流呈线性增长，四个高频开关管以及各自反并联二极管使用同等功率下的SIC价格成本较高。
[0004]因此，如何提高ANPC三电平逆变拓扑电路的效率和降低成本问题是本领域技术人员亟需要解决的。

技术实现思路

[0005]本专利技术的目的是提供一种ANPC三电平逆变拓扑电路、控制方法及控制装置，提高ANPC三电平逆变拓扑电路的效率和降低成本。
[0006]为解决上述技术问题，本专利技术提供一种ANPC三电平逆变拓扑电路，包括第一二极管、第二二极管、第三二极管、第四二极管、第五二极管、第六二极管、开关单元、第一开关管和第二开关管；第二二极管的阴极与第一开关管的集电极连接，第二二极管的阳极与第一开关管的发射极连接，第三二极管的阴极与第二开关管的集电极连接，第三二极管的阳极与第二开关管的发射极连接；第一二极管、第四二极管、第五二极管和第六二极管均为SIC二极管，且各自均并联一个开关单元，其中开关单元包括第一MOS管和第二MOS管，第一MOS管的源极与第二MOS管的源极连接，用于在第一二极管、第四二极管、第五二极管和第六二极管开关控制内，第一MOS管相较于第二MOS管先开通，后关断。
[0007]优选地，第一开关管和第二开关管均为IGBT开关管。
[0008]优选地，还包括第一电容、第二电容和第一电感；第一电容的第一端与第一二极管的阴极连接，第一电容的第二端、第五二极管的
阳极、第六二极管的阴极与第二电容的第一端连接，第二电容的第二端与第四二极管的阳极连接，第一电感的第一端、第二二极管的阳极与第三二极管的阴极连接。
[0009]为解决上述技术问题，本专利技术还提供一种ANPC三电平逆变拓扑电路的控制方法，应用于上述ANPC三电平逆变拓扑电路，包括：获取ANPC三电平逆变拓扑电路的当前运行模式；当当前运行模式为有功功率模式时，则在第一时刻关断不提供续流回路对应的开关管的第二MOS管，在第二时刻关断不提供续流回路对应的开关管的第一MOS管，在第三时刻开通提供续流回路对应的开关管的第一MOS管，在第四时刻开通提供续流回路对应的开关管的第二MOS管；当当前运行模式为无功功率模式时，则在第一时刻关断提供续流回路对应的开关管的第二MOS管，在第二时刻关断提供续流回路对应的开关管的第一MOS管，在第三时刻开通不提供续流回路对应的开关管的第一MOS管，在第四时刻开通不提供续流回路对应的开关管的第二MOS管。
[0010]优选地，当当前运行模式为有功功率模式时，则在第一时刻关断不提供续流回路对应的开关管的第二MOS管，在第二时刻关断不提供续流回路对应的开关管的第一MOS管，在第三时刻开通提供续流回路对应的开关管的第一MOS管，在第四时刻开通提供续流回路对应的开关管的第二MOS管，包括：当当前运行模式为有功功率模式的正半周时，在第一时刻关断第一开关管对应的第二MOS管，第二时刻关断第一开关管对应的第一MOS管，第三时刻开通第五开关管对应的第一MOS管，第四时刻开通第五开关管对应的第二MOS管；当当前运行模式为有功功率模式的负半周时，在第一时刻关断第四开关管对应的第二MOS管，第二时刻关断第四开关管对应的第一MOS管，第三时刻开通第六开关管对应的第一MOS管，第四时刻开通第六开关管对应的第二MOS管。
[0011]优选地，当当前运行模式为无功功率模式时，则在第一时刻关断提供续流回路对应的开关管的第二MOS管，在第二时刻关断提供续流回路对应的开关管的第一MOS管，在第三时刻开通不提供续流回路对应的开关管的第一MOS管，在第四时刻开通不提供续流回路对应的开关管的第二MOS管，包括：当当前运行模式为无功功率模式的正半周时，在第一时刻关断第一开关管对应的第二MOS管，第二时刻关断第一开关管对应的第一MOS管，第三时刻开通第五开关管对应的第一MOS管、第四时刻开通第五开关管对应的第二MOS管；当当前运行模式为无功功率模式的负半周时，在第一时刻关断第四开关管对应的第二MOS管，第二时刻关断第四开关管对应的第一MOS管，第三时刻开通第六开关管对应的第一MOS管，第四时刻开通第六开关管对应的第二MOS管。
[0012]为解决上述技术问题，本专利技术还提供一种ANPC三电平逆变拓扑电路的控制装置，应用于上述ANPC三电平逆变拓扑电路，包括：获取模块，用于获取ANPC三电平逆变拓扑电路的当前运行模式；第一运行模块，用于当当前运行模式为有功功率模式时，则在第一时刻关断不提供续流回路对应的开关管的第二MOS管，在第二时刻关断不提供续流回路对应的开关管的第一MOS管，在第三时刻开通提供续流回路对应的开关管的第一MOS管，在第四时刻开通提
供续流回路对应的开关管的第二MOS管；第二运行模块，用于当当前运行模式为无功功率模式时，则在第一时刻关断提供续流回路对应的开关管的第二MOS管，在第二时刻关断提供续流回路对应的开关管的第一MOS管，在第三时刻开通不提供续流回路对应的开关管的第一MOS管，在第四时刻开通不提供续流回路对应的开关管的第二MOS管。
[0013]本专利技术提供的一种ANPC三电平逆变拓扑电路，包括第一二极管、第二二极管、第三二极管、第四二极管、第五二极管、第六二极管、开关单元、第一开关管和第二开关管；第二二极管的阴极与第一开关管的集电极连接，第二二极管的阳极与第一开关管的发射极连接，第三二极管的阴极与第二开关管的集电极连接，第三二极管的阳极与第二开关管的发射极连接；第一二极管、第四二极管、第五二极管和第六二极管均为SIC二极管，且各自均并联一个开关单元，其中开关单元包括第一MOS管和第二MOS管，第一MOS管的源极与第二MOS管的源极连接，用于在第一二极管、第四二极管、第本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种ANPC三电平逆变拓扑电路，其特征在于，包括第一二极管、第二二极管、第三二极管、第四二极管、第五二极管、第六二极管、开关单元、第一开关管和第二开关管；所述第二二极管的阴极与所述第一开关管的集电极连接，所述第二二极管的阳极与所述第一开关管的发射极连接，所述第三二极管的阴极与所述第二开关管的集电极连接，所述第三二极管的阳极与所述第二开关管的发射极连接；所述第一二极管、所述第四二极管、所述第五二极管和所述第六二极管均为SIC二极管，且各自均并联一个所述开关单元，其中所述开关单元包括第一MOS管和第二MOS管，所述第一MOS管的源极与所述第二MOS管的源极连接，用于在所述第一二极管、所述第四二极管、所述第五二极管和所述第六二极管开关控制内，所述第一MOS管相较于所述第二MOS管先开通，后关断。2.根据权利要求1所述的ANPC三电平逆变拓扑电路，其特征在于，所述第一开关管和所述第二开关管均为IGBT开关管。3.根据权利要求2所述的ANPC三电平逆变拓扑电路，其特征在于，还包括第一电容、第二电容和第一电感；所述第一电容的第一端与所述第一二极管的阴极连接，所述第一电容的第二端、所述第五二极管的阳极、所述第六二极管的阴极与所述第二电容的第一端连接，所述第二电容的第二端与所述第四二极管的阳极连接，所述第一电感的第一端、所述第二二极管的阳极与所述第三二极管的阴极连接。4.一种ANPC三电平逆变拓扑电路的控制方法，其特征在于，应用于权利要求1所述的ANPC三电平逆变拓扑电路，包括：获取所述ANPC三电平逆变拓扑电路的当前运行模式；当所述当前运行模式为有功功率模式时，则在第一时刻关断不提供续流回路对应的开关管的第二MOS管，在第二时刻关断不提供所述续流回路对应的开关管的第一MOS管，在第三时刻开通提供所述续流回路对应的开关管的第一MOS管，在第四时刻开通提供所述续流回路对应的开关管的第二MOS管；当所述当前运行模式为无功功率模式时，则在第一时刻关断提供所述续流回路对应的开关管的第二MOS管，在第二时刻关断提供所述续流回路对应的开关管的第一MOS管，在第三时刻开通不提供所述续流回路对应的开关管的第一MOS管，在第四时刻开通不提供所述续流回路对应的开关管的第二MOS管。5.根据权利要求4所述的ANPC三电平逆变拓扑电路的控制方法，其特征在于，所述当所述当前运行模式为有功功率模式时，则在第一时刻关断不提供续流回路对应的开关管的第二MOS管，在第二时刻关断不提供所述续流回路对应的开关管的第一MOS管，在第三时刻开通提供所述续流回路对应的开关管的第一MOS管，在第四时...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈建明，叶智，肖培谦，吴龙生，卢钢，
申请(专利权)人：浙江日风电气股份有限公司，
类型：发明
国别省市：