色哟哟视频在线观看-色哟哟视频在线-色哟哟欧美15最新在线-色哟哟免费在线观看-国产l精品国产亚洲区在线观看-国产l精品国产亚洲区久久

0
  • 聊天消息
  • 系統消息
  • 評論與回復
登錄后你可以
  • 下載海量資料
  • 學習在線課程
  • 觀看技術視頻
  • 寫文章/發帖/加入社區
會員中心
創作中心

完善資料讓更多小伙伴認識你,還能領取20積分哦,立即完善>

3天內不再提示

如何混合Si和SiC器件實現完整SiC MOSFET轉換器相同效率的調制方案

電子設計 ? 來源:powerelectronicsnews ? 作者:powerelectronicsnews ? 2021-03-22 13:00 ? 次閱讀

在現代時代,隨著電動汽車(EV)和混合動力汽車(HEV)領域的所有進步對具有高功率密度和效率的轉換器的需求已經增加,尤其是在電動汽車充電點的并網系統中[2] [3]。WBG(寬帶隙)器件具有低損耗,快速切換能力和非常好的熱穩定性,因此可以滿足所有這些要求,但是由于成本高,這些器件并未廣泛用于開發轉換器[4]。SiC MOSFET的成本是其兩倍,但與Si IGBT相比,它的高電流范圍是其8倍。為了減少成本問題,現在的重點是混合Si和SiC器件。在[5]中,介紹了一種三級兩級解耦有源中性點鉗位電路(3L-TBANPC)。這實際上有助于利用SiC MOSFET的快速開關和Si IGBT的低成本。Si和SiC轉換器能夠提供與完整SiC MOSFET轉換器相同的效率。

基本混合拓撲

3L-ANPC整流器的電路圖如圖1所示。它由六個開關組成。下表顯示了3L-ANPC常用的開關狀態。1表示高或接通狀態,而0表示開關的低或斷開狀態。由于有很多開關處于0狀態,這表明在低電平狀態下使用不同的開關可以生成不同的調制方案[1]。

o4YBAGBYI5yANd3wAABwkTMquh0950.png

圖:1. 3L-ANPC整流器

pIYBAGBYI6aAagymAADMUFd68pY958.png

表:3L-ANPC的開關狀態

調制方案

提出了兩種調制方案,其思想是觀察哪些開關在基頻上工作,而哪些開關在較高頻率下工作。在第一調制方案中,使用開關狀態P,PZ2,NZ2和Z。結果表明,對于正半周期開關,S5和S3處于導通狀態,S6和S4處于關斷狀態,其中S1和S2是互補對。對于負半周期,S3和S4是互補對。所以S5和S6在基頻下工作,開關損耗與S1-S4有關。

在第二調制方案中,使用開關狀態P,PZ1,NZ1和N。結果表明,開關S1-S4接收到相同的門控信號,因此這里S5和S6是互補對。S5和S6中的開關損耗較高。

降低開關損耗的有效方法是使用SiC MOSFET代替Si IGBT來工作在高頻下的開關。分別針對第一和第二調制方案,圖2中顯示了4-SiC混合3L-ANPC整流器,圖3中顯示了2-SiC混合3L-ANPC整流器。

改進的調制方案

正常調制方案和改進的調制方案之間的區別是零電平輸出處的共零(CZ)狀態操作[6]。對于CZ動作的電流或者流至S5和S2或S6和S3和在特定溫度下的Si MOSFET和SiC MOSFET所提供的阻力是幾乎相等,這意味著它們被串聯連接在等效電阻降低到一半并行[1]。

在上述第一調制方案中,開關S5和S6在基頻下工作,而開關S1至S4在高頻下工作。如圖2所示,將使用4-SiC混合3L-ANPC整流器來改善調制。這次我們引入CZ狀態而不是零電平的PZI。因此,在正半周開始時,三個開關S1S3S5處于導通狀態,而開關S2S4S6處于關斷狀態。在S1關斷期間,電流流過與S1相連的二極管。期間S的轉2橋臂電壓和S的漏極-源極電壓6達到零,這意味著在S的轉動6是一個ZVS操作[1]。開關損耗不變,但是電容器電容器充放電損耗仍然存在,但是由于使用SiC材料,這些損耗可以忽略不計。

在第二調制方案中,S1至S4在基頻下工作,S5和S6在高頻下工作,因此,如圖3所示,此處將使用2-SiC混合3L-ANPC整流器來改善調制效果。對于零電平操作,將使用CZ狀態。如在第一調制方案中那樣,開關S1S3S5為接通,而開關S2S4S6為斷開。首先,在S5關斷期間,電流將流經與其相連的二極管。然后S6將打開,而S1將關閉,結果是橋臂電壓達到零。S5將關閉,并且由于沒有電流流過S5,因此它是ZCS操作。S2兩端的電壓為零,這意味著S2的導通是ZVS操作[1]。在這種新的調制方案中,開關損耗不會增加,但是電容器的充電和放電損耗仍然存在,但是這些損耗可以忽略不計。

o4YBAGBYI7GAdnHMAADENVgTsIw510.png

圖2:4-SiC混合3L-ANPC整流器

pIYBAGBYI7yADAvoAAC9B9cAgZ0486.png

圖3:2-SiC混合3L-ANPC整流器

整流器比較

2-SiC混合整流器在P和CZ狀態之間轉變所需的步數要多于4-SiC混合整流器所需的步數,這往往會增加死區時間,電容器的充電放電損耗也增加,但電容器的充電損耗卻增加了。傳導損耗減少[1]。在4-SiC混合整流器中,充電放電損耗保持不變,并且傳導損耗的降低幅度甚至超過了2-SiC混合方案。因此,4-SiC混合調制方案可以提供更高的效率,但是該方案無法應用于逆變器

實驗結果和原型

圖4顯示了用于評估建議的調制方案效率的原型。擬議的原型具有2KW的額定功率和800V的直流電壓。輸入為220V AC,頻率為50 Hz,開關頻率為40Hz [1]。濾波電感和電容分別為1.4mH和4.7uF。結果表明,在S6導通和關斷期間采用改進的調制方案時,漏極-源極電壓為零,因此開關損耗不會增加。電容器的充電放電損耗也不會改變。由于漏極源極電壓尖峰,此方案不適用于逆變器。結果還表明,效率提高了0.05%至0.2%[1]。

圖4:Si和SiC混合3L-ANPC轉換器

結論

改進的調制方案減少了由于使用SiC器件而引起的傳導和開關損耗。結果表明,4-SiC混合3L-ANPC整流器可以實現更高的效率。效率提高了0.05%至0.2%。改進的調制方案有一個缺點:由于電壓尖峰問題,它不能應用于逆變器應用。

參考

[1]具有低傳導損耗的“ Si&SiC”混合3L有源NPC整流器的改進調制方案樓秀濤,陳光,張立,趙鳳辰,吳峰能源與電氣工程學院,河海大學,南京211100,

[2] L. Zhang,Z。Zheng,C。Li,P。Ju,F。Wu,Y。Gu,和G. Chen,“具有改進調制方案的Si&SiC混合五電平有源NPC逆變器”,IEEE Trans 。電力電子。,2019,搶先體驗。

[3] L. Zhang,K。Sun,X。Y. Xing和J. Zhao,“具有通用DC總線和AC總線的模塊化單相無變壓器并網光伏逆變器的并聯操作”,在IEEE新興期刊和精選主題中在電力電子學,卷。3號2015年12月,第4卷,第858-869頁。

[4] C. Li,Q。Guan,J。Lei,C。Li,Zhang,S。Wang,D。Xu,W。Li,H。Ma,“ SiC MOSFET和Si二極管混合三相“高功率三電平整流器”,《 IEEE電力電子學報》,第1卷。34號》,第7卷,第6076-6087頁,2019年7月。

[5] D. Zhang,J。He和S. Madhusoodhanan,“具有Si IGBT和SiC MOSFET的三級兩級去耦有源NPC轉換器”,2017年IEEE能量轉換大會暨展覽會(ECCE),俄亥俄州辛辛那提,2017年,第5671-5678頁。

[6] J. He,D。Zhang和D. Pan,“一種用于大功率高頻應用中“ SiC + Si”三電平有源中性點鉗位轉換器的改進的PWM方案”,2018 IEEE能量轉換大會和博覽會(ECCE),俄勒岡州波特蘭,2018年,第5235-5241頁。

編輯:hfy

聲明:本文內容及配圖由入駐作者撰寫或者入駐合作網站授權轉載。文章觀點僅代表作者本人,不代表電子發燒友網立場。文章及其配圖僅供工程師學習之用,如有內容侵權或者其他違規問題,請聯系本站處理。 舉報投訴
  • 電動汽車
    +關注

    關注

    156

    文章

    12069

    瀏覽量

    231117
  • MOSFET
    +關注

    關注

    147

    文章

    7158

    瀏覽量

    213153
  • 整流器
    +關注

    關注

    28

    文章

    1527

    瀏覽量

    92406
  • SiC
    SiC
    +關注

    關注

    29

    文章

    2806

    瀏覽量

    62608
收藏 人收藏

    評論

    相關推薦

    混合電源設計上,SiSiC、GaN如何各司其職?

    ,電子發燒友近期對此也進行了報道。 在電源、逆變器等領域,近年第三代半導體的興起,讓各種采用SiC和GaN的方案出現在市場上,同時也包括多種器件混合使用的
    的頭像 發表于 07-08 02:04 ?3494次閱讀
    在<b class='flag-5'>混合</b>電源設計上,<b class='flag-5'>Si</b>、<b class='flag-5'>SiC</b>、GaN如何各司其職?

    SiC功率器件的特點和優勢

    SiC(碳化硅)功率器件正逐漸成為現代電力電子系統中的重要技術,其相較于傳統的硅(Si)器件,特別是在高功率、高效率和高頻率應用中的優勢日益
    的頭像 發表于 12-05 15:07 ?255次閱讀
    <b class='flag-5'>SiC</b>功率<b class='flag-5'>器件</b>的特點和優勢

    SiC MOSFET模塊封裝技術及驅動設計

    碳化硅作為一種寬禁帶半導體材料,比傳統的硅基器件具有更優越的性能。碳化硅SiC MOSFET作為一種新型寬禁帶半導體器件,具有導通電阻低,開關損耗小的特點,可降低
    的頭像 發表于 10-16 13:52 ?1083次閱讀
    <b class='flag-5'>SiC</b> <b class='flag-5'>MOSFET</b>模塊封裝技術及驅動設計

    SiC MOSFET在電動汽車中的應用問題

    電動汽車中可能用到SiC MOSFET的主要汽車電子零部件包括車載充電機、車載DCDC變換以及主驅逆變器等高壓高功率電力電子轉換器
    的頭像 發表于 09-29 14:28 ?265次閱讀
    <b class='flag-5'>SiC</b> <b class='flag-5'>MOSFET</b>在電動汽車中的應用問題

    SiC MOSFETSiC SBD的區別

    SiC MOSFET(碳化硅金屬氧化物半導體場效應晶體管)和SiC SBD(碳化硅肖特基勢壘二極管)是兩種基于碳化硅(SiC)材料的功率半導體器件
    的頭像 發表于 09-10 15:19 ?1536次閱讀

    什么是SiC功率器件?它有哪些應用?

    SiC(碳化硅)功率器件是一種基于碳化硅材料制造的功率半導體器件,它是繼硅(Si)和氮化鎵(GaN)之后的第三代半導體材料的重要應用之一。SiC
    的頭像 發表于 09-10 15:15 ?1629次閱讀

    使用SiC技術應對能源基礎設施的挑戰

    本文簡要回顧了與經典的硅 (Si) 方案相比,SiC技術是如何提高效率和可靠性并降低成本的。然后在介紹 onsemi 的幾個實際案例之前,先探討了
    的頭像 發表于 07-25 09:36 ?365次閱讀
    使用<b class='flag-5'>SiC</b>技術應對能源基礎設施的挑戰

    Si+SiC+GaN混合方案,解決數據中心PSU高功率需求

    的PSU功率密度要求,讓SiC、GaN等三代半器件進入數據中心PSU提供了極佳的市場機會。近年來功率器件廠商都推出了多種采用SiC或GaN器件
    的頭像 發表于 07-05 00:12 ?3788次閱讀
    <b class='flag-5'>Si+SiC</b>+GaN<b class='flag-5'>混合</b><b class='flag-5'>方案</b>,解決數據中心PSU高功率需求

    一文了解SiC MOS的應用

    統中,應用碳化硅MOSFET器件替代傳統硅IGBT器件,可以實現更低的開關和導通損耗,同時具有更高的阻斷電壓和雪崩能力,顯著提升系統效率及功
    發表于 06-19 14:36 ?855次閱讀
    一文了解<b class='flag-5'>SiC</b> MOS的應用

    碳化硅模塊(SiC模塊/MODULE)大電流下的驅動研究

    ]。與傳統的 IGBT 相比,第三代寬禁帶半導體器件SiC MOSFET 在高開關速度、高耐壓、低損耗等方 面具有優勢,已成為近年來新的研究熱點。電動汽車要求電驅動系統具有高功率密度、高效率
    發表于 05-14 09:57

    如何更好地驅動SiC MOSFET器件

    IGBT的驅動電壓一般都是15V,而SiC MOSFET的推薦驅動電壓各品牌并不一致,15V、18V、20V都有廠家在用。更高的門極驅動電壓有助于降低器件導通損耗,SiC
    的頭像 發表于 05-13 16:10 ?625次閱讀

    用于三相功率轉換的橋式拓撲的SiC MOSFET

    作為發電、輸電或電力轉換器中電力消耗的能源組合的一部分,可再生能源的份額不斷增長。盡管最新一代的Si-MOSFET和IGBT在許多情況下仍然是很好的解決方案,但寬頻段間隙材料SiC和G
    的頭像 發表于 04-29 11:30 ?2346次閱讀
    用于三相功率<b class='flag-5'>轉換</b>的橋式拓撲的<b class='flag-5'>SiC</b> <b class='flag-5'>MOSFET</b>

    水下航行電機的SiC MOSFET逆變器設計

    利用 SiC 功率器件開關頻率高、開關損耗低等優點, 將 SiC MOSFET 應用于水下航行大功率高速電機逆變器模塊, 對軟硬件進行設計
    發表于 03-13 14:31 ?337次閱讀
    水下航行<b class='flag-5'>器</b>電機的<b class='flag-5'>SiC</b> <b class='flag-5'>MOSFET</b>逆變器設計

    新型溝槽SiCMOSFET器件研究

    SiC具有高效節能、穩定性好、工作頻率高、能量密度高等優勢,SiC溝槽MOSFET(UMOSFET)具有高溫工作能力、低開關損耗、低導通損耗、快速開關速度等特點
    的頭像 發表于 12-27 09:34 ?1229次閱讀
    新型溝槽<b class='flag-5'>SiC</b>基<b class='flag-5'>MOSFET</b><b class='flag-5'>器件</b>研究

    同是功率器件,為什么SiC主要是MOSFET,GaN卻是HEMT

    電子發燒友網報道(文/梁浩斌)在我們談論第三代半導體的時候,常說的碳化硅功率器件一般是指代SiC MOSFET(金屬-氧化物半導體場效應晶體管),而氮化鎵功率器件最普遍的則是GaN H
    的頭像 發表于 12-27 09:11 ?3679次閱讀
    主站蜘蛛池模板: www.国产精品视频| 亚洲精品无码葡京AV天堂| 无码一区二区在线欧洲| 亚洲免费三级电影| 97视频免费观看| 欧美末成年videos在线| 久久精品中文字幕| 欧美成人性色生活18黑人 | 青青草狠狠干| 西西人体大胆牲交PP6777| 在线观看免费视频a| 囯产精品麻豆巨作久久| 中文天堂www资源| CHINESE熟女老女人HD视频| 最新国产在线视频在线| 57PAO强力打造高清免费| 亚洲区视频| 相声flash| 97精品一区二区视频在线观看| 免费在线视频一区| 四川老师边上网课边被啪视频| 热久久伊大人香蕉网老师| 新影音先锋男人色资源网| 99精品网站| 精品 在线 视频 亚洲| 色呦呦人人视频| 99精品国产在热| 快播可乐网| 亚洲色噜噜狠狠站欲八| 二色AV天堂在线| 人妻美妇疯狂迎合| 97蜜桃123| 美女胸被男子强捏视频| 欧美最猛性xxxxx亚洲精品| 中国成人在线视频| 交video| 性派对xxxhd| 国产精品久久久久一区二区三区| xxx动漫xxx在线观看| 美女被爽cao免费漫画| 这里只有精品网|