一种用于三电平宽带隙T型转换器的快速六边形Sigma-Delta策略及直流母线平衡技术

《IEEE Transactions on Power Electronics》：A Fast Hexagonal Sigma-Delta Strategy with DC-Bus Balancing for Three-Level Wide-Bandgap T-Type Converters

　　

摘要：

通过使用高频调制技术，可以显著提高宽禁带（WBG）功率转换器的效率。本文提出了一种新型的六边形Σ-Δ（H-Δ）调制方法，专为采用WBG半导体的高频三级T型转换器设计。为了简化实现过程并降低计算负担，本文还提出了一种快速处理的量化器。所提出的H-Δ调制方法采用可变开关频率，与传统脉宽调制（PWM）技术相比，能够最小化开关损耗，并抑制低频中性点电压振荡。通过仿真分析并在使用碳化硅（SiC）MOSFET和氮化镓（GaN）e-HEMT的T型转换器上进行了实验验证。在相同条件下，与基于载波的PWM（CB-PWM）和修正正弦PWM（M-SPWM）相比，实验结果表明，所提出的H-Δ调制方法性能更优，峰值效率达到了95.92%。此外，该方法几乎消除了低频直流链路振荡。在电能质量方面，该调制方法能够有效抑制共模电压（CMV）尖峰，并且其频谱特性优于IEC 61000-3-2和IEC 55025排放标准所规定的限制。分析证实，所提出的策略是提高基于WBG的T型转换器效率和电磁兼容性的有效方法。