一种混合功率器件三相三电平 anpc-dab 变换器及其调制方法

一种混合功率器件三相三电平 anpc-dab 变
换器及其调制方法
引言
随着电力电子技术的不断发展，各种功率器件和变换器拓扑结构不断涌现，以满足不同领域对功率电子转换器的需求。

在新能源互联网中，变换器作为电能的接口和转换装置，其性能和效率对系统的运行和电能利用具有重要的影响。

混合功率器件三相三电平ANPC-DAB变换器是一种新型的变换器拓扑结构，具有优异的性能和适用性，逐渐成为研究的热点之一。

本文将介绍混合功率器件三相三电平ANPC-DAB 变换器的结构和工作原理，并重点探讨其调制方法及其在新能源互联网中的应用。

一、混合功率器件三相三电平ANPC-DAB变换器的结构
混合功率器件三相三电平ANPC-DAB变换器是由混合功率器件组成的三相桥臂和空间矢量调制的DAB变换器组成的。

混合功率器件是指SiC（碳化硅）器件和Si（硅）器件混合的功率器件。

其结构如图1所
示，主要包括三相桥臂和DAB变换器两个部分。

在三相桥臂中，采用
混合功率器件，即每个桥臂由一个SiC功率器件和两个Si功率器件组成。

这种混合功率器件的设计能够兼顾SiC功率器件的高工作频率和
高温特性，以及Si功率器件的低成本和稳定性。

在DAB变换器中，采
用空间矢量调制技术，通过对六个桥臂开关器件的控制，实现对输出
电压的调节和控制。

图1混合功率器件三相三电平ANPC-DAB变换器结构示意图
二、混合功率器件三相三电平ANPC-DAB变换器的工作原理
混合功率器件三相三电平ANPC-DAB变换器的工作原理主要包括两
个部分，即混合功率器件三相桥臂的工作原理和DAB变换器的工作原理。

1.混合功率器件三相桥臂的工作原理
混合功率器件三相桥臂是通过对三个相间的功率开关器件进行PWM 控制，以实现对三相交流电源的变换和调节。

在正半周和负半周的交
流信号中，通过调节各桥臂的开关器件，可以实现对输出电压的控制。

混合功率器件的优势在于，SiC功率器件具有高工作频率和高温特性，
可以提高整个系统的工作效率和稳定性，而Si功率器件则通过低成本和稳定性，降低了整体设计的成本和复杂度。

2. DAB变换器的工作原理
DAB变换器采用空间矢量调制技术，通过对六个桥臂的开关器件进行合理的控制，可以实现对输出电压的调节和控制。

在空间矢量调制技术中，通过改变各桥臂的开关状态和频率，可以实现对不同输出电压的控制。

同时，DAB变换器还可以通过对输出电压的采样和调整，实现对输出电压的精确控制和保护。

三、混合功率器件三相三电平ANPC-DAB变换器的调制方法
混合功率器件三相三电平ANPC-DAB变换器的调制方法是指采用何种方式对功率开关器件进行控制，以实现对输出电压的调节和控制。

常见的调制方法包括正弦PWM调制、三电平PWM调制和空间矢量调制等。

1.正弦PWM调制
正弦PWM调制是指根据正弦波信号的相关特性，通过对功率开关器件的控制，实现对输出正弦波电压的调节和控制。

采用正弦PWM调
制方法可以实现对输出电压的高精度控制，但由于需要对正弦波信号
进行采样和计算，其计算复杂度较高。

2.三电平PWM调制
三电平PWM调制是指通过对功率开关器件的控制，实现对输出电
压的分段调节和控制。

采用三电平PWM调制方法可以在一定程度上减
小功率开关器件的开关频率，降低系统的开关损耗和谐波失真。

同时，三电平PWM调制方法也可以实现对输出电压的精确控制。

3.空间矢量调制
空间矢量调制是混合功率器件三相三电平ANPC-DAB变换器常用的
调制方法，通过对六个桥臂的开关器件进行合理的控制，可以实现对
输出电压的调节和控制。

空间矢量调制方法简单易行，并且可以实现
对输出电压的高精度控制。

四、混合功率器件三相三电平ANPC-DAB变换器的应用
混合功率器件三相三电平ANPC-DAB变换器具有广泛的应用前景，
特别是在新能源互联网中的应用。

在风能和光伏发电系统中，混合功
率器件三相三电平ANPC-DAB变换器可以实现对可变风速和光照条件下
的电能转换和调节，提高系统的稳定性和效率。

在电动汽车充电桩和变流器中，混合功率器件三相三电平ANPC-DAB变换器可以实现对电能的高效转换和保护，提高了电动汽车的充电效率和充电质量。

结论
混合功率器件三相三电平ANPC-DAB变换器是一种新型的变换器拓扑结构，具有优异的性能和适用性，其调制方法以及在新能源互联网中的应用具有重要的意义。

通过对混合功率器件三相三电平ANPC-DAB 变换器的结构和工作原理进行分析和研究，可以为其进一步的应用和发展提供重要的参考和指导。

相信随着技术的不断进步和创新，混合功率器件三相三电平ANPC-DAB变换器将在新能源互联网中发挥更为重要的作用，并为我国的电力电子技术和新能源产业的发展作出重要的贡献。