[發(fā)明專利]一種基于GaN和Si器件混合的飛跨電容多電平逆變器及其控制方法在審
| 申請?zhí)枺?/td> | 202011350562.0 | 申請日: | 2020-11-26 |
| 公開(公告)號(hào): | CN112511028A | 公開(公告)日: | 2021-03-16 |
| 發(fā)明(設(shè)計(jì))人: | 王俊;屈坤;張超;陳偉彬 | 申請(專利權(quán))人: | 湖南大學(xué) |
| 主分類號(hào): | H02M7/483 | 分類號(hào): | H02M7/483;H02M7/5387 |
| 代理公司: | 北京精金石知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11470 | 代理人: | 肖樂愈秋 |
| 地址: | 410028 湖*** | 國省代碼: | 湖南;43 |
| 權(quán)利要求書: | 查看更多 | 說明書: | 查看更多 |
| 摘要: | |||
| 搜索關(guān)鍵詞: | 一種 基于 gan si 器件 混合 飛跨 電容 電平 逆變器 及其 控制 方法 | ||
1.一種基于GaN和Si器件混合的飛跨電容多電平逆變器,其特征在于:該逆變器包括直流供電電源Vdc、直流穩(wěn)壓電容Cdc、第一飛跨電容Cf1、第二飛跨電容Cf2、……、第(n-2)飛跨電容Cf(n-2)、第一硅基器件SL1、第二硅基器件SL2、第一氮化鎵基器件SH1、第二氮化鎵基器件SH2、第三氮化鎵基器件SH3、第四氮化鎵基器件SH4、……、第(2n-3)氮化鎵基器件SH(2n-3)、第(2n-2)氮化鎵基器件SH(2n-2)和負(fù)載RL;
所述直流供電電源Vdc的正極、直流穩(wěn)壓電容Cdc的正極、第一硅基器件SL1的一端和第一氮化鎵基器件SH1的一端連接;所述直流供電電源Vdc的負(fù)極、直流穩(wěn)壓電容Cdc的負(fù)極、第二硅基器件SL2的一端和第二氮化鎵基器件SH2的一端連接;
所述第一飛跨電容Cf1的正極、第一氮化鎵基器件SH1的另一端和第三氮化鎵基器件SH3的一端連接;所述第一飛跨電容Cf1的負(fù)極、第二氮化鎵基器件SH2的另一端和第四氮化鎵基器件SH4的一端連接;
所述第二飛跨電容Cf2的正極、第三氮化鎵基器件SH3的另一端和第五氮化鎵基器件SH5的一端連接;所述第二飛跨電容Cf2的負(fù)極、第四氮化鎵基器件SH4的另一端和第六氮化鎵基器件SH6的一端連接;
……
所述第(n-2)飛跨電容Cf(n-2)的正極、第(2n-5)氮化鎵基器件SH(2n-5)的另一端和第(2n-3)氮化鎵基器件SH(2n-3)的一端連接;所述第(n-2)飛跨電容Cf(n-2)的負(fù)極、第(2n-4)氮化鎵基器件SH(2n-4)的另一端和第(2n-2)氮化鎵基器件SH(2n-2)的一端連接;
所述負(fù)載RL的一端、第(2n-3)氮化鎵基器件SH(2n-3)的另一端和第(2n-2)氮化鎵基器件SH(2n-2)的另一端連接;所述負(fù)載RL的另一端、第一硅基器件SL1的另一端和第二硅基器件SL2的另一端連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于GaN和Si器件混合的飛跨電容多電平逆變器,其特征在于:所述第(2n-3)氮化鎵基器件SH(2n-3)、第(2n-2)氮化鎵基器件SH(2n-2)、第(n-2)飛跨電容Cf(n-2)等中的n代表半橋模塊數(shù)量。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于GaN和Si器件混合的飛跨電容多電平逆變器,其特征在于:所述第一硅基器件SL1和所述第二硅基器件SL2組成工頻半橋M1;所述第一氮化鎵基器件SH1和所述第二氮化鎵基器件SH2組成高頻半橋M2;所述第三氮化鎵基器件SH3和所述第四氮化鎵基器件SH4組成高頻半橋M3;……;所述第(2n-3)氮化鎵基器件SH(2n-3)和所述第(2n-2)氮化鎵基器件SH(2n-2)組成高頻半橋Mn。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于GaN和Si器件混合的飛跨電容多電平逆變器,其特征在于:所述第一硅基器件SL1和第二硅基器件SL2包括但不限于Si MOSFET(硅金屬氧化物半導(dǎo)體場效應(yīng)晶體管)、Si IGBT(硅基絕緣柵雙極型晶體管)反并聯(lián)二極管,工作頻率為50Hz。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于GaN和Si器件混合的飛跨電容多電平逆變器,其特征在于:所述第一氮化鎵基器件SH1、第二氮化鎵基器件SH2、第三氮化鎵基器件SH3、第四氮化鎵基器件SH4、……、第(2n-3)氮化鎵基器件SH(2n-3)和第(2n-2)氮化鎵基器件SH(2n-2)包括但不限于GaN HEMT(氮化鎵高電子遷移率晶體管),工作頻率為10kHz~1MHz。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于GaN和Si器件混合的飛跨電容多電平逆變器,其特征在于:所述工頻半橋M1為低頻支路;所述高頻半橋M2、高頻半橋M3、……、高頻半橋Mn和第一飛跨電容Cf1、第二飛跨電容Cf2、……、第(n-2)飛跨電容Cf(n-2)構(gòu)成高頻支路。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于GaN和Si器件混合的飛跨電容多電平逆變器,其特征在于:當(dāng)Si橋臂輸出電壓為0V時(shí),輸出負(fù)載電壓為GaN橋臂輸出電壓;當(dāng)Si橋臂輸出電壓為+Vdc時(shí),輸出負(fù)載電壓為GaN橋臂輸出電壓向下平移Vdc。
8.一種基于GaN和Si器件混合的飛跨電容多電平逆變器控制方法,其特征在于:具體包括以下內(nèi)容:
1)單位工頻正弦波產(chǎn)生Si橋臂開關(guān)信號(hào)(101),當(dāng)正弦值大于等于0時(shí),輸出“1”信號(hào);當(dāng)正弦值小于0時(shí),輸出“0”信號(hào);
2)GaN橋臂占空比信號(hào)(102)可由如下的關(guān)系得出:
其中,m表示調(diào)制比,Ap表示三角載波幅值;
3)GaN橋臂占空比信號(hào)分別與(n-1)組相位相差2π/(n-1)的三角載波比較得到(n-1)組GaN橋臂開關(guān)信號(hào)(103)。
該專利技術(shù)資料僅供研究查看技術(shù)是否侵權(quán)等信息,商用須獲得專利權(quán)人授權(quán)。該專利全部權(quán)利屬于湖南大學(xué),未經(jīng)湖南大學(xué)許可,擅自商用是侵權(quán)行為。如果您想購買此專利、獲得商業(yè)授權(quán)和技術(shù)合作,請聯(lián)系【客服】
本文鏈接:http://www.17sss.com.cn/pat/books/202011350562.0/1.html,轉(zhuǎn)載請聲明來源鉆瓜專利網(wǎng)。
- 上一篇:一種設(shè)備綜合成本評(píng)估及預(yù)測方法、電子設(shè)備及存儲(chǔ)介質(zhì)
- 下一篇:一種可對(duì)進(jìn)氣氣體進(jìn)行過濾的氣體壓縮機(jī)
- 同類專利
- 專利分類
H02M 用于交流和交流之間、交流和直流之間、或直流和直流之間的轉(zhuǎn)換以及用于與電源或類似的供電系統(tǒng)一起使用的設(shè)備;直流或交流輸入功率至浪涌輸出功率的轉(zhuǎn)換;以及它們的控制或調(diào)節(jié)
H02M7-00 交流功率輸入變換為直流功率輸出;直流功率輸入變換為交流功率輸出
H02M7-02 .不可逆的交流功率輸入變換為直流功率輸出
H02M7-42 .不可逆的直流功率輸入變換為交流功率輸出的
H02M7-66 .帶有可逆變的
H02M7-68 ..用靜態(tài)變換器的
H02M7-86 ..用動(dòng)態(tài)變換器的





