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SiC MOSFET三相两电平变换器死区设置方法
发布时间: 2022-02-16
基本信息
合作方式：
技术服务
成果类型：
发明专利,新技术
行业领域：
采矿业
成果介绍
一、项目背景
随着SiC MOSFET(Metal-Oxide-Semiconductor Field-Effect Transistor，金属氧化物半导体场效应晶体管)等宽禁带半导体器件的出现，电力电子设备可以具备更多的优势：更高的工作电压、更大的功率、更小的体积、更大的功率密度、更高的开关频率、更低的损耗、更高的工作温度等。这些优势使得SiC MOSFET电力电子设备更加适用于电动机车、电动飞机、新能源发电、微网等中低压应用领域。其中SiC MOSFET三相两电平变换器，由于其简单的拓扑与控制策略，是目前最有前景的SiC MOSFET变换器。然而SiC MOSFET在三相两电平变换器的使用虽然能带来诸多优势，却给其死区设置带来难题。
传统的固定死区设置方案虽然仍然能保证SiC MOSFET三相两电平变换器的可靠性，但是却会带来较大的损耗及输出电压损失。目前应用在SiC MOSFET变换器上的死区设置方案主要有两种：第一种是考虑到充分利用SiC MOSFET沟道阻抗比二极管阻抗小的优势，尽可能减小死区的设置方案，这种方案虽然能减小二极管续流损耗，但是却有可能带来较大的SiC MOSFET输出电容损耗，并且降低了系统的可靠性；第二种方案同时减小了二极管续流损耗与SiC MOSFET输出电容损耗，但是需要额外的死区选择电路，增加了系统的成本与复杂度。
二、技术方案
提出了一种SiC MOSFET三相两电平变换器死区设置方法，所述三相两电平变换器包括三相桥臂，每相桥臂的上桥开关管和下桥开关管均为SiCMOSFET，每相桥臂采用相同的死区设置方法，所述死区设置方法包括以下步骤：获取每相桥臂中点的输出电流；判断所述输出电流的极性，并根据所述输出电流的极性确定该相桥臂上桥开关管和下桥开关管的主动性；获取所述SiC MOSFET及其驱动板的参数信息，并根据所述参数信息计算前置死区时间和后置死区时间；将主动开关管开通前的死区时间设定为N倍的所述前置死区时间，其中，***<N<***；设置电流上限值和电流下限值，并根据所述电流上限值和所述电流下限值计算最小死区时间和最大死区时间；将所述输出电流的绝对值与所述电流上限值的绝对值和所述电流下限值的绝对值进行比较，并根据比较结果将主动开关管关断后的死区时间设定为所述后置死区时间、所述最小死区时间或所述最大死区时间。
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