功率模块的拓扑形式

常见的IGBT拓扑形式有两电平、三电平NPC型、ANPC拓扑。两电平拓扑优点● 器件最少单桥臂仅 2 管● 叠层母排最简单2 层铜排● 控制逻辑最简单驱动板少● 热分布天然均匀仅2管● 结构件最少成本最低两电平拓扑缺点● 器件承受全母线电压● 1所需 器件昂贵且开关损耗大● 输出谐波大● 交流滤波电感体积最大、最重● 整机功率密度做不上去拓扑图如下。三电平拓扑优点●器件承受母线一半的电压比两电平整●输出三电平谐波小●钳位用二极管硬件比 ANPC 少 2 管●交流滤波器体积小●主要应用在单向逆变。三电平拓扑缺点●损耗严重不均热点集中在少数管子●双向工况热偏载严重● 中点电位易漂移控制手段有限● 整流工况换流路径长电压尖峰大● 水冷板要按最热管降额散热裕度浪费拓扑图如下ANPC型优点● 所有器件同规格BOM 标准化● 多路径换流损耗可动态调度● 双向工况热均衡水冷板利用率高● 中点电位主动控制不易漂移● 整流/逆变均低应力适合储能● 输出三电平滤波器小、功率密度高● 三相模块可互换备件统一ANPC型缺点● 单桥臂 6 管器件最多、成本最高● 驱动板/门极回路数量最多● 叠层母排最复杂端子多、公差要求高● 控制算法复杂● 装配工位多工艺要求高ANPC型拓扑如下现在主流PCS功率模块所用的拓扑形式大部分为ANPC拓扑形式