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第 PAGE 1 页 共 NUMPAGES 2 页 对于逆变三电平I型和T型电路的信息归总 随着太阳能、UPS技术的不断发展和市场的不断扩大，对 逆变器效率的要求也越来越被制造商所重视，因此三电平的拓扑结构便应运而生。众所周知，与传统两电平结构相比，三电平结构除了使单个IGBT阻断 电压减半之外，还具有谐波小、损耗低、效率高等优势。 图1 传统的I字型三电平拓扑结构 目前针对三电平拓扑结构有很多种，最常见的两种拓扑结构为三电平“I”型和三电平“T”型，接下来会对这两种结构从不同方面进行分析。 如图2和3所示的两种三电平电路图，为了区分这两种电路，根据四个 开关管在线路图中的排列方式，我们将前者成为I字型，后者称为T字型。 三电平电路与普通的半桥电路相比，因为具有了中点续流的能力，所以对改善输出纹波，降低损耗都有很好的效果。 图2 I字型三电平拓扑结构 图3 T字型三电平拓扑结构 一、两种电路的分析 1.1 芯片阻断 电压不同 三电平I型电路中，4个IGBT管均承受相同的 电压，而T型Q1和Q4管承受两倍的 电压。比如，若直流母线为600V时，I型4个IGBT管阻断 电压为600V/650V, 而T型Q1和Q4管为1200V。1200V的IGBT 芯片比600V/650V 芯片有更大的 开关损耗及导通损耗，这意味着 芯片的发热更大，需要更多的硅 芯片。而硅 芯片的增加，成本也必然随之增加。 然而在实际上，对于I型电路，当两个 开关管的 电压串联承受2倍BUS电压时，由于元件本身的差异，两个 开关管承受的电压不可能完全相同，因此，为了保证 开关管的安全工作，I型电路中 开关管也应按照承受2倍BUS电压去设计。 所以，从实际角度出发，在开关耐压的选择上，I型电路并没有太大优势。 1.2 元件数量不同 从拓扑结构图中，很容易可以看出T型电路要比I型电路少两个Diode，这对于减少空间有好处。 1.3 控制时序不同 三电平I型需先关断外管Q1/Q4，再关断内管Q2/Q3，防止母线电压加在外管上导致损坏；而T型则无时序上的要求。另外，对于I型拓扑，在驱动设计时需要有4个独立 电源；而对于T型共发射极拓扑，只需要3个独立 电源。 1.4 不同开关 频率下效率不同 I型与T型损耗有所差异，在功率因数接近1时，开关 频率增大(16KHz)，三电平I型(600V)损耗更低，效率更高；而开关 频率减少时(16KHz)，三电平T型(1200V)损耗更低，效率更高。所以在设计 逆变器系统的时候，应根据不同的开关 频率去选择一种效率高的拓扑结构。 1.5 换流路径不同 在T型拓扑中，外管与内管之间的转换路径均为一致；而在I型拓扑中，换流路径有所不同，分为短换流路径与长换流路径，所以用分立模块做三电平I型拓扑时，必须要注意其杂散电感与电压尖峰的问题。 综上所述，三电平I型与T型互有优势, 通过本文的分析可以看出，T型和I型三电平电路比较，耐压方面理论上I型电路优于T型电路，然而从实际应用角度分析，二者相差不大;损耗方面，T型要优于I型；元件数量方面，T型少两个Diode。因此，按照本文的分析，在较小损耗和减小空间方面，T型电路会比较有利;赛米控针对市场上不同的需求，同时可以给客户提供两种不同拓扑结构的三电平模块。