基于Datasheet的两电平逆变器损耗模型研究

洪欣雨， 朱长青

(中国人民解放军陆军工程大学 电气与电力工程教研室，河北 石家庄 050003)

0 引 言

逆变电源效率的优劣对于提高系统可靠性、降低成本非常重要。目前技术水平下，大容量逆变开关电源效率的提高主要有两种方式：一是通过使电源负载功率因数与用电器的输入功率因数相匹配以防止逆变电源“降额”使用；二是着力于研究如何降低功率器件损耗以提高输出效率。后者具有代表性的方法有软开关技术[1，2]、SVM技术[3-5]以及多电平技术[6，7]等，特别是耐高温、高压、高频的SiC、GaN[8，9]等新材料的应用为电源效率的提高展现了新的可能[10，11]，因此针对基于SiC-MOSFET的两电平逆变器损耗模型的研究对于逆变效率的提高具有重要意义[12]。

PWM策略的选择直接关系到功率开关器件的工作状态，进而影响器件的损耗特性，并最终决定开关电源的损耗情况与效率的高低。前人在此方面开展的相关研究主要有：文献[13]通过引入温度补偿的方法在PSpice环境下搭建了两电平逆变器在不同调制策略下的功率器件动态损耗模型，模型精度较高但建模过程复杂；文献[14]利用MOSFET的三象限工作特性建立了功率器件的通态损耗与开关损耗模型，基于二重傅里叶分析指出在高频条件下同步整流SPWM方法所产生的损耗更低，但忽略了温度误差带来的影响；文献[15]研究了不同驱动电压条件下的SPWM策略对于两电平逆变器转换效率的影响，建立了驱动电压、开关频率与器件损耗的三维拟合，但需要大量训练数据作支撑，实验过程复杂；……