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电工技术学报 2024年第14期 4467-4479页

作者：侯玉超郭祺涂春鸣王鑫汪颖国家电能变换与控制工程技术研究中心(湖南大学) 四川大学电气工程学院

为破解中压模块化多电平变换器（MMC）输出性能提升与降本、增效难以有效兼顾的问题，该文提出一种基于高低频混合的新型MMC(NMMC)拓扑。NMMC每个桥臂包含1个由异质交叉连接模块（HCCM）构成的高频子模块和N-1个半桥变换器构成的低频子... 详细信息

为破解中压模块化多电平变换器（MMC）输出性能提升与降本、增效难以有效兼顾的问题，该文提出一种基于高低频混合的新型MMC(NMMC)拓扑。NMMC每个桥臂包含1个由异质交叉连接模块（HCCM）构成的高频子模块和N-1个半桥变换器构成的低频子模块。HCCM的高频桥臂采用SiC MOSFET器件，而HCCM的换向桥臂及低频子模块均采用Si IGBT器件。针对NMMC拓扑，该文采用高低频混合调制策略，充分发挥了SiCMOSFET器件开关损耗低、Si IGBT器件通态损耗低的优势。此外，针对高频子模块提出一种特定的电容电压平衡策略，并详细分析高频子模块的工作状态。进一步地，仿真及实验验证了所提拓扑结构、调制策略、均压策略的可行性和有效性。最后，将所提拓扑与现有MMC拓扑在器件成本和运行损耗方面进行综合对比，证明所提拓扑可以更好地平衡装置的成本及效率指标。

关键词：模块化多电平变换器 Si IGBT SiC MOSFET 混合调制电平数增倍

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