三电平igbt可以同时封波么?

半导体守护者 2024-02-21 13:20:48

先说结论,一字型三电平NPC1在关断的时候不能同时封波,而要执行“先关外管,后关内管的”的原则。要理解这个问题,首先要清楚NPC1的换流路径。

假设NPC1电路处于逆变状态,Vout>0,Iout>0,T1/T2都处于开通状态,电流径如绿色线条所示。

此时先关外管T1,因为电流不能突变,所以电流从T1换流到D5,T1上只承受半母线电压,此时系统安全。

如果此时先关内管T2,因为电流不能突变,所以电流将从T1/T2上,换流到D3/D4上。此时,因为D3/D4导通电流,不承受电压,T1处于开通状态也不承受电压,所有的电压都加在了T2上,T2容易因为过压而失效。

既然不能先关内管,后关外管,那如果同时关断T1和T2呢?也不行。因为就算MCU发PWM调制信号可以同步,内管和外管的驱动回路也不可能完全一致,驱动回路不一致就会产生延时不匹配。另外,对于功率器件,即使是同一型号,不同的芯片也存在开关延迟和开关时间的微小差异。这些差异就可能导致虽然同时封波,但内管还是先于外管关断,从而导致失效。

综上所述,对于一字型三电平拓扑的开关,一定要设计合理的时序,关断时先关外管,再关内管,中间要有一定的延时。

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三电平IGBT模块,广泛应用于储能系统、集中式太阳能逆变器、风力发电、电解氢等。

NPC1三电平EasyPACK™ 3B模块F3L225R12W3H3_B11采用1200V HIGHSPEED3 IGBT芯片和EmCon 7二极管。它为ESS双向功率变换进行了优化,两个并联模块,可以实现200千瓦1500VDC功率变换 。采用PressFIT技术的Easy3B模块封装,功率密度高的紧凑型设计,低寄生电感模块设计,针对储能应用进行了优化。1200V,225A IGBT三电平模块,1200V HIGHSPEED3 IGBT芯片和EmCon 7二极管。

基于TRENCHSTOP™ IGBT7的PrimePACK™ 1500V直流NPC2三电平桥臂模块组,风冷条件下系统功率1.8MW。新的PrimePACK™ 2300V IGBT模块主要是为1500V逆变器开发的。它的特点是在1500V工作电压下,直流稳定性比较好,即在宇宙辐射下具有很高的鲁棒性,以及175℃的过载结温可以支持LVRT等故障模式。此外,与IGBT4解决方案相比,该模块实现了更高的功率密度,从而在系统层面上性价比。与1200V共集电极IGBT模块组合,可以实现NPC2拓扑结构,与1200V的NPC1拓扑结构相比杂散电感小,可以把IGBT开关得更快,这一相同的封装尺寸下,系统功率提高了37%。

EasyPACK™ 4B 950V 600A ANPC三电平IGBT模块,采用TRENCHSTOP™ IGBT7和1200V CoolSiC™肖特基二极管。模块是ANPC拓扑结构,它是1500伏直流光伏组串逆变器的完美选择,单个模块可以实现350千瓦系统功率。由于该模块的高度与Easy系列的其他产品一致,都是12毫米。因此客户可以轻松升级他们的系统设计。此外,由于系统需要更少的电缆和其他组件,系统成本可以降低。

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