[发明专利]CoolMosfet中点钳位I型三电平拓扑电路及逆变器

摘要

本发明提供了一种CoolMosfet中点钳位I型三电平拓扑电路，包括CoolMosfet Snpc1、CoolMosfet Snpc2、CoolMosfet S2、CoolMosfet S3、IGBT S1、IGBT S4以及二极管D1和二极管D2；同时提供了采用上述拓扑电路的逆变器。本发明的拓扑回路零电平导通经过两条并联支路，且CoolMosfet沟道电阻极低，逆变电路导通损耗将大大降低，有效降低二极管钳位三电平零电平导通损耗；由于防直通电感的存在，PWM信号不需要加入死区；没有钳位二极管的反向恢复损耗，进一步降低了电路导通损耗。

主权项

1.一种CoolMosfet中点钳位I型三电平拓扑电路，其特征在于，包括CoolMosfet Snpc1、CoolMosfet Snpc2、CoolMosfet S2、CoolMosfet S3、IGBT S1、IGBT S4以及二极管D1和二极管D2；其中：所述IGBT S1、CoolMosfet S2、CoolMosfet S3、IGBT S4串联形成回路；所述CoolMosfet Snpc1漏极连接于IGBT S1、CoolMosfet S2之间；所述CoolMosfet Snpc1源极与直流侧电容中点相接；所述CoolMosfet Snpc2源极连接于CoolMosfet S3、IGBT S4之间；所述CoolMosfet Snpc2漏极与直流侧电容中点相接；所述二极管D1与二极管D2在电路中的连接点位置采用如下任一种：‑二极管D1阳极连接于CoolMosfet S2源极，二极管D1阴极连接于IGBT S1集电极，二极管D2阳极连接于IGBT S4发射极，二极管D2阴极连接于CoolMosfet S3漏极；‑二极管D1阳极连接于CoolMosfet S3漏极，二极管D1阴极连接于IGBT S1集电极，二极管D2阳极连接于IGBT S4发射极，二极管D2阴极连接于CoolMosfet S2源极；在CoolMosfet中点钳位I型三电平拓扑电路的正半周期内，CoolMosfet中点钳位I型三电平拓扑电路的正电平和零电平相互转换；在CoolMosfet中点钳位I型三电平拓扑电路的负半周期内，CoolMosfet中点钳位I型三电平拓扑电路的负电平和零电平相互转换；所述CoolMosfet中点钳位I型三电平拓扑电路的正半周期工作过程为：当IGBT S1、CoolMosfet S2和CoolMosfet Snpc2开通时，CoolMosfet S3、IGBT S4和CoolMosfet Snpc1关断，此时电路输出正电平；当电流为正方向时，流经路径为从IGBT S1到CoolMosfet S2；当电流为反方向时，流经路径为从二极管D1阳极到二极管D1阴极；当CoolMosfet S3开通时，电路进入第一暂态过程；当IGBT S1关断时，电路进入第二暂态过程；当CoolMosfet Snpc1开通时，电路进入零电平稳态，此时开关状态为CoolMosfet S2、CoolMosfet S3、CoolMosfet Snpc1、CoolMosfet Snpc2开通，IGBT S1和IGBT S4关断；电流路径为两段CoolMosfet+CoosMosfet支路并联，包括如下两种情况：如果电流大于零，则电流路径包括如下两路：第一路，电流从N点一路反向经过CoolMosfet Snpc1沟道，正向经过CoolMosfet S2沟道，到达O点；第二路，电流从N点正向流过CoolMosfet Snpc2沟道，反向经过CoolMosfet S3沟道，到达O点；如果电流小于零，则电流路径包括如下两路：第一路，电流从O点一路反向经过CoolMosfet S2沟道，正向经过CoolMosfet Snpc1沟道，到达N点；第二路，电流从O点一路正向流过CoolMosfet S3沟道，反向经过CoolMosfet Snpc2沟道，到达N点；两段CoolMosfet+CoosMosfet支路分别为：CoolMosfet Snpc1漏极和CoolMosfet S2漏极连接；CoolMosfet Snpc2源极和CoolMosfet S3源极连接。