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电力电子变换器多电平变换器的功率器件选型与热设计技术.docx
资料介绍
电力电子变换器多电平变换器的功率器件选型与热设计技术
1 引言
多电平变换器的功率器件选型与热设计因拓扑结构的不同而有所差异，各器件的电压应力和电流应力不同，需要分别选型和热设计。在三电平NPC中，外管承受全部母线电压，内管和钳位二极管承受一半母线电压，在T型三电平中，外管承受全部电压，内管承受一半电压，在CHB中，各H桥单元的器件承受相同的电压。本章将系统阐述多电平变换器的功率器件选型方法、损耗计算、热设计以及散热系统优化技术，为多电平变换器的器件选型和热设计提供系统指导。
2 器件选型
2.1 电压应力选型
多电平变换器中各器件的电压应力不同，需要根据实际电压应力选择器件。在三电平NPC中，外管承受全部母线电压Vdc，在1500V系统中使用1200V IGBT，在800V系统中使用600V IGBT，在2000V系统中使用1700V IGBT。内管承受一半母线电压Vdc/2，在1500V系统中使用600V IGBT或MOSFET，在800V系统中使用300V器件。
2.2 电流应力选型
多电平变换器中各器件的电流应力由负载电流和开关状态决定。在NPC中，外管在输出电压为正或负时导通，导通时间短，电流有效值小，内管在零电平时导通，导通时间长，电流有效值大，在内管的电流应力大于外管。
3 热设计
3.1 损耗分布
多电平变换器的损耗分布不均匀，外管和内管的损耗不同，需要分别散热。在NPC中，内管的导通损耗大于外管，在热设计时，内管需要更好的散热条件。
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