[00136161]一种T型三电平电路及其芯片与模块

①课题来源与背景 近几年,宽禁带材料及宽禁带半导体越来越多地得到了人们的关注,如碳 化硅Mosfet（金属-氧化物半导体场效应晶体管）、碳化硅二极管、氮化镓晶体 管等,他们的开关速度非常快,导通阻抗也不大。由于宽禁带材料的引入,带 来了半导体器件耐压和导通能力上相比传统材料半导体革命性的提高,为电力电子产品的高频化、高功率密度化的发展,提供了很好的支撑。但受制于封装水平及工艺的限制,宽禁带半导体还不能完全发挥优势取代传统的IGBT或 MOSFET,另一方面,宽禁带半导体的成本还处于较高水平。 ②技术原理及性能指标 1、T型三电平电路,其包括电容C1～C2、二极管Da～Db、宽禁带半导体器件Q1～Q4、窄禁带半导体器件T1～T2; 2、电容C1～C2串联后并联在直流母线电压Vdc的正负两端之间,两个电容的 连接点为直流母线的中点O; 3、宽禁带半导体器件Q1、宽禁带半导体器件Q4串 联起来共同承担直流母线电压Vdc,宽禁带半导体器件Q1、宽禁带半导体器件 Q4的串接点为三电平电路的交流输出端A。 ③技术的创造性与先进性 本实用新型还提供一种T型三电平电路芯片,其采用上述任意T型三电平 电路,所述芯片具有多个功率引脚,直流输入正端、直流输入负端、交流输出端各连接一个功率引脚;所述芯片还具有用于驱动宽禁带半导体器件Q1～Q4、 窄禁带半导体器件T1～T2导通与截止的多个信号引脚。 本实用新型还提供一种T型三电平电路模块,其采用上述任意T型三电平 电路,所述模块具有多个功率接线端,直流输入正端、直流输入负端、交流输出端各连接一个功率接线端;所述模块还具有用于驱动宽禁带半导体器件 Q1～Q4、窄禁带半导体器件T1～T2导通与截止的多个信号接线端。 本实用新型的有益效果为：采用宽禁带器件和窄禁带器件的开关管并联组合,与采用单一性能特点的器件对比,开关特性和导通特性均更优越,且会降低单纯使用宽禁带器件的成本;根据电路工作的特点,来对并联的两种器件进行独立控制,进一步降低损耗,提高系统效率。 ④技术的成熟程度,适用范围和安全性 本项目所研发技术目前较成熟,安全性高,使用范围广,该专利技术目前已经成功在我司主销组串机型和1500V新型组串量产产品上应用,并正在集中式光伏逆变器及单相小功率光伏逆变器,以及其他在研产品上应用,已经作为一个技术平台在公司内推广应用。除了广泛地应用于上述产品,本发明专利技术还可以应用于风能变流器产品和储能变流器产品。 ⑤应用情况及存在的问题 本项目目前已应用于多项实际工程,由于本专利方法在我司大量产品中已经成熟应用,加上通过实际电站现场检验,我们也发现行业中越来越多的逆变器采用了相似设计思路,越来越多的厂家也在多电平的应用上投入了更多的前沿研究工作,这表明本专利技术方案在一定程度上引领了行业发展方向。,目前尚无出现明显问题。 ⑥历年获奖情况 本项目前已获得实用新型专利。